source: LMDZ5/trunk/libf/phylmd/wake.F90 @ 2679

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Bug fix in cv3_routine.F90 (cv3_unsat could create
a precipitating downdraught when convection was
off) and in wake.F90 and calwake.F90 (some array
dimensions were incompatible and some
initializations were missing)

  • Property copyright set to
    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
    See the license file in the root directory
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 59.5 KB
Line 
1
2! $Id: wake.F90 2671 2016-10-16 16:10:59Z oboucher $
3
4SUBROUTINE wake(p, ph, pi, dtime, &
5                te0, qe0, omgb, &
6                dtdwn, dqdwn, amdwn, amup, dta, dqa, &
7                sigd_con, &
8                deltatw, deltaqw, sigmaw, wdens, &                          ! state variables
9                dth, hw, wape, fip, gfl, &
10                dtls, dqls, ktopw, omgbdth, dp_omgb, tu, qu, &
11                dtke, dqke, omg, dp_deltomg, spread, cstar, &
12                d_deltat_gw, &
13                d_deltatw2, d_deltaqw2, d_sigmaw2, d_wdens2)                ! tendencies
14
15
16  ! **************************************************************
17  ! *
18  ! WAKE                                                        *
19  ! retour a un Pupper fixe                                *
20  ! *
21  ! written by   :  GRANDPEIX Jean-Yves   09/03/2000            *
22  ! modified by :   ROEHRIG Romain        01/29/2007            *
23  ! **************************************************************
24
25  USE ioipsl_getin_p_mod, ONLY : getin_p
26  USE dimphy
27  use mod_phys_lmdz_para
28  USE print_control_mod, ONLY: prt_level
29  IMPLICIT NONE
30  ! ============================================================================
31
32
33  ! But : Decrire le comportement des poches froides apparaissant dans les
34  ! grands systemes convectifs, et fournir l'energie disponible pour
35  ! le declenchement de nouvelles colonnes convectives.
36
37  ! State variables :
38  ! deltatw    : temperature difference between wake and off-wake regions
39  ! deltaqw    : specific humidity difference between wake and off-wake regions
40  ! sigmaw     : fractional area covered by wakes.
41  ! wdens      : number of wakes per unit area
42
43  ! Variable de sortie :
44
45  ! wape : WAke Potential Energy
46  ! fip  : Front Incident Power (W/m2) - ALP
47  ! gfl  : Gust Front Length per unit area (m-1)
48  ! dtls : large scale temperature tendency due to wake
49  ! dqls : large scale humidity tendency due to wake
50  ! hw   : hauteur de la poche
51  ! dp_omgb : vertical gradient of large scale omega
52  ! wdens   : densite de poches
53  ! omgbdth: flux of Delta_Theta transported by LS omega
54  ! dtKE   : differential heating (wake - unpertubed)
55  ! dqKE   : differential moistening (wake - unpertubed)
56  ! omg    : Delta_omg =vertical velocity diff. wake-undist. (Pa/s)
57  ! dp_deltomg  : vertical gradient of omg (s-1)
58  ! spread  : spreading term in d_t_wake and d_q_wake
59  ! deltatw     : updated temperature difference (T_w-T_u).
60  ! deltaqw     : updated humidity difference (q_w-q_u).
61  ! sigmaw      : updated wake fractional area.
62  ! d_deltat_gw : delta T tendency due to GW
63
64  ! Variables d'entree :
65
66  ! aire : aire de la maille
67  ! te0  : temperature dans l'environnement  (K)
68  ! qe0  : humidite dans l'environnement     (kg/kg)
69  ! omgb : vitesse verticale moyenne sur la maille (Pa/s)
70  ! dtdwn: source de chaleur due aux descentes (K/s)
71  ! dqdwn: source d'humidite due aux descentes (kg/kg/s)
72  ! dta  : source de chaleur due courants satures et detrain  (K/s)
73  ! dqa  : source d'humidite due aux courants satures et detra (kg/kg/s)
74  ! amdwn: flux de masse total des descentes, par unite de
75  ! surface de la maille (kg/m2/s)
76  ! amup : flux de masse total des ascendances, par unite de
77  ! surface de la maille (kg/m2/s)
78  ! p    : pressions aux milieux des couches (Pa)
79  ! ph   : pressions aux interfaces (Pa)
80  ! pi  : (p/p_0)**kapa (adim)
81  ! dtime: increment temporel (s)
82
83  ! Variables internes :
84
85  ! rhow : masse volumique de la poche froide
86  ! rho  : environment density at P levels
87  ! rhoh : environment density at Ph levels
88  ! te   : environment temperature | may change within
89  ! qe   : environment humidity    | sub-time-stepping
90  ! the  : environment potential temperature
91  ! thu  : potential temperature in undisturbed area
92  ! tu   :  temperature  in undisturbed area
93  ! qu   : humidity in undisturbed area
94  ! dp_omgb: vertical gradient og LS omega
95  ! omgbw  : wake average vertical omega
96  ! dp_omgbw: vertical gradient of omgbw
97  ! omgbdq : flux of Delta_q transported by LS omega
98  ! dth  : potential temperature diff. wake-undist.
99  ! th1  : first pot. temp. for vertical advection (=thu)
100  ! th2  : second pot. temp. for vertical advection (=thw)
101  ! q1   : first humidity for vertical advection
102  ! q2   : second humidity for vertical advection
103  ! d_deltatw   : terme de redistribution pour deltatw
104  ! d_deltaqw   : terme de redistribution pour deltaqw
105  ! deltatw0   : deltatw initial
106  ! deltaqw0   : deltaqw initial
107  ! hw0    : hw initial
108  ! sigmaw0: sigmaw initial
109  ! amflux : horizontal mass flux through wake boundary
110  ! wdens_ref: initial number of wakes per unit area (3D) or per
111  ! unit length (2D), at the beginning of each time step
112  ! Tgw    : 1 sur la période de onde de gravité
113  ! Cgw    : vitesse de propagation de onde de gravité
114  ! LL     : distance entre 2 poches
115
116  ! -------------------------------------------------------------------------
117  ! Déclaration de variables
118  ! -------------------------------------------------------------------------
119
120  include "YOMCST.h"
121  include "cvthermo.h"
122
123  ! Arguments en entree
124  ! --------------------
125
126  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(IN)          :: p, pi
127  REAL, DIMENSION (klon, klev+1),   INTENT(IN)          :: ph
128  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(IN)          :: omgb
129  REAL,                             INTENT(IN)          :: dtime
130  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(IN)          :: te0, qe0
131  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(IN)          :: dtdwn, dqdwn
132  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(IN)          :: amdwn, amup
133  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(IN)          :: dta, dqa
134  REAL, DIMENSION (klon),           INTENT(IN)          :: sigd_con
135
136  !
137  ! Input/Output
138  ! State variables
139  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(INOUT)       :: deltatw, deltaqw
140  REAL, DIMENSION (klon),           INTENT(INOUT)       :: sigmaw
141  REAL, DIMENSION (klon),           INTENT(INOUT)       :: wdens
142
143  ! Sorties
144  ! --------
145
146  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: dth
147  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: tu, qu
148  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: dtls, dqls
149  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: dtke, dqke
150  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: spread
151  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: omgbdth, omg
152  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: dp_omgb, dp_deltomg
153  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: d_deltat_gw
154  REAL, DIMENSION (klon),           INTENT(OUT)         :: hw, wape, fip, gfl, cstar
155  INTEGER, DIMENSION (klon),        INTENT(OUT)         :: ktopw
156  ! Tendencies of state variables
157  REAL, DIMENSION (klon, klev),     INTENT(OUT)         :: d_deltatw2, d_deltaqw2
158  REAL, DIMENSION (klon),           INTENT(OUT)         :: d_sigmaw2, d_wdens2
159
160  ! Variables internes
161  ! -------------------
162
163  ! Variables à fixer
164  INTEGER, SAVE                                         :: igout
165  !$OMP THREADPRIVATE(igout)
166  REAL                                                  :: alon
167  LOGICAL, SAVE                                         :: first = .TRUE.
168  !$OMP THREADPRIVATE(first)
169  REAL, SAVE                                            :: stark, wdens_ref, coefgw, alpk
170  REAL, SAVE                                            :: crep_upper, crep_sol 
171  !$OMP THREADPRIVATE(stark, wdens_ref, coefgw, alpk, crep_upper, crep_sol)
172
173  REAL                                                  :: delta_t_min
174  INTEGER                                               :: nsub
175  REAL                                                  :: dtimesub
176  REAL                                                  :: sigmad, hwmin, wapecut
177  REAL                                                  :: sigmaw_max
178  REAL                                                  :: dens_rate
179  REAL                                                  :: wdens0
180  ! IM 080208
181  LOGICAL, DIMENSION (klon)                             :: gwake
182
183  ! Variables de sauvegarde
184  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: deltatw0
185  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: deltaqw0
186  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: te, qe
187  REAL, DIMENSION (klon)                                :: sigmaw0
188!!  REAL, DIMENSION (klon)                                :: sigmaw1
189
190  ! Variables pour les GW
191  REAL, DIMENSION (klon)                                :: ll
192  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: n2
193  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: cgw
194  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: tgw
195
196  ! Variables liées au calcul de hw
197  REAL, DIMENSION (klon)                                :: ptop_provis, ptop, ptop_new
198  REAL, DIMENSION (klon)                                :: sum_dth
199  REAL, DIMENSION (klon)                                :: dthmin
200  REAL, DIMENSION (klon)                                :: z, dz, hw0
201  INTEGER, DIMENSION (klon)                             :: ktop, kupper
202
203  ! Sub-timestep tendencies and related variables
204  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: d_deltatw, d_deltaqw
205  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: d_te, d_qe
206  REAL, DIMENSION (klon)                                :: d_sigmaw, alpha
207  REAL, DIMENSION (klon)                                :: q0_min, q1_min
208  LOGICAL, DIMENSION (klon)                             :: wk_adv, ok_qx_qw
209  REAL, SAVE                                            :: epsilon
210  !$OMP THREADPRIVATE(epsilon)
211  DATA epsilon/1.E-15/
212
213  ! Autres variables internes
214  INTEGER                                               ::isubstep, k, i
215
216  REAL                                                  :: sigmaw_targ
217
218  REAL, DIMENSION (klon)                                :: sum_thu, sum_tu, sum_qu, sum_thvu
219  REAL, DIMENSION (klon)                                :: sum_dq, sum_rho
220  REAL, DIMENSION (klon)                                :: sum_dtdwn, sum_dqdwn
221  REAL, DIMENSION (klon)                                :: av_thu, av_tu, av_qu, av_thvu
222  REAL, DIMENSION (klon)                                :: av_dth, av_dq, av_rho
223  REAL, DIMENSION (klon)                                :: av_dtdwn, av_dqdwn
224
225  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: rho, rhow
226  REAL, DIMENSION (klon, klev+1)                        :: rhoh
227  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: rhow_moyen
228  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: zh
229  REAL, DIMENSION (klon, klev+1)                        :: zhh
230  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: epaisseur1, epaisseur2
231
232  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: the, thu
233
234  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: omgbw
235  REAL, DIMENSION (klon)                                :: pupper
236  REAL, DIMENSION (klon)                                :: omgtop
237  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: dp_omgbw
238  REAL, DIMENSION (klon)                                :: ztop, dztop
239  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: alpha_up
240
241  REAL, DIMENSION (klon)                                :: rre1, rre2
242  REAL                                                  :: rrd1, rrd2
243  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: th1, th2, q1, q2
244  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: d_th1, d_th2, d_dth
245  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: d_q1, d_q2, d_dq
246  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: omgbdq
247
248  REAL, DIMENSION (klon)                                :: ff, gg
249  REAL, DIMENSION (klon)                                :: wape2, cstar2, heff
250                                                       
251  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: crep
252                                                       
253  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: ppi
254
255  ! cc nrlmd
256  REAL, DIMENSION (klon)                                :: death_rate
257!!  REAL, DIMENSION (klon)                                :: nat_rate
258  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: entr
259  REAL, DIMENSION (klon, klev)                          :: detr
260
261  REAL, DIMENSION(klon)                                 :: sigmaw_in   ! pour les prints
262
263  ! -------------------------------------------------------------------------
264  ! Initialisations
265  ! -------------------------------------------------------------------------
266
267  ! print*, 'wake initialisations'
268
269  ! Essais d'initialisation avec sigmaw = 0.02 et hw = 10.
270  ! -------------------------------------------------------------------------
271
272  DATA wapecut, sigmad, hwmin/5., .02, 10./
273  ! cc nrlmd
274  DATA sigmaw_max/0.4/
275  DATA dens_rate/0.1/
276  ! cc
277  ! Longueur de maille (en m)
278  ! -------------------------------------------------------------------------
279
280  ! ALON = 3.e5
281  alon = 1.E6
282
283
284  ! Configuration de coefgw,stark,wdens (22/02/06 by YU Jingmei)
285
286  ! coefgw : Coefficient pour les ondes de gravité
287  ! stark : Coefficient k dans Cstar=k*sqrt(2*WAPE)
288  ! wdens : Densité de poche froide par maille
289  ! -------------------------------------------------------------------------
290
291  ! cc nrlmd      coefgw=10
292  ! coefgw=1
293  ! wdens0 = 1.0/(alon**2)
294  ! cc nrlmd      wdens = 1.0/(alon**2)
295  ! cc nrlmd      stark = 0.50
296  ! CRtest
297  ! cc nrlmd      alpk=0.1
298  ! alpk = 1.0
299  ! alpk = 0.5
300  ! alpk = 0.05
301
302 if (first) then
303
304  igout = klon/2+1/klon
305
306  crep_upper = 0.9
307  crep_sol = 1.0
308
309  ! cc nrlmd Lecture du fichier wake_param.data
310  stark=0.33
311  CALL getin_p('stark',stark)
312  alpk=0.25
313  CALL getin_p('alpk',alpk)
314  wdens_ref=8.E-12
315  CALL getin_p('wdens_ref',wdens_ref)
316  coefgw=4.
317  CALL getin_p('coefgw',coefgw)
318
319  WRITE(*,*) 'stark=', stark
320  WRITE(*,*) 'alpk=', alpk
321  WRITE(*,*) 'wdens_ref=', wdens_ref
322  WRITE(*,*) 'coefgw=', coefgw
323
324  first=.false.
325 endif
326
327  ! Initialisation de toutes des densites a wdens_ref.
328  ! Les densites peuvent evoluer si les poches debordent
329  ! (voir au tout debut de la boucle sur les substeps)
330  wdens(:) = wdens_ref
331
332  ! print*,'stark',stark
333  ! print*,'alpk',alpk
334  ! print*,'wdens',wdens
335  ! print*,'coefgw',coefgw
336  ! cc
337  ! Minimum value for |T_wake - T_undist|. Used for wake top definition
338  ! -------------------------------------------------------------------------
339
340  delta_t_min = 0.2
341
342  ! 1. - Save initial values, initialize tendencies, initialize output fields
343  ! ------------------------------------------------------------------------
344
345!jyg<
346!!  DO k = 1, klev
347!!    DO i = 1, klon
348!!      ppi(i, k) = pi(i, k)
349!!      deltatw0(i, k) = deltatw(i, k)
350!!      deltaqw0(i, k) = deltaqw(i, k)
351!!      te(i, k) = te0(i, k)
352!!      qe(i, k) = qe0(i, k)
353!!      dtls(i, k) = 0.
354!!      dqls(i, k) = 0.
355!!      d_deltat_gw(i, k) = 0.
356!!      d_te(i, k) = 0.
357!!      d_qe(i, k) = 0.
358!!      d_deltatw(i, k) = 0.
359!!      d_deltaqw(i, k) = 0.
360!!      ! IM 060508 beg
361!!      d_deltatw2(i, k) = 0.
362!!      d_deltaqw2(i, k) = 0.
363!!      ! IM 060508 end
364!!    END DO
365!!  END DO
366      ppi(:,:) = pi(:,:)
367      deltatw0(:,:) = deltatw(:,:)
368      deltaqw0(:,:) = deltaqw(:,:)
369      te(:,:) = te0(:,:)
370      qe(:,:) = qe0(:,:)
371      dtls(:,:) = 0.
372      dqls(:,:) = 0.
373      d_deltat_gw(:,:) = 0.
374      d_te(:,:) = 0.
375      d_qe(:,:) = 0.
376      d_deltatw(:,:) = 0.
377      d_deltaqw(:,:) = 0.
378      d_deltatw2(:,:) = 0.
379      d_deltaqw2(:,:) = 0.
380!!  DO i = 1, klon
381!!   sigmaw_in(i) = sigmaw(i)
382!!  END DO
383   sigmaw_in(:) = sigmaw(:)
384!>jyg
385
386  ! sigmaw1=sigmaw
387  ! IF (sigd_con.GT.sigmaw1) THEN
388  ! print*, 'sigmaw,sigd_con', sigmaw, sigd_con
389  ! ENDIF
390  DO i = 1, klon
391    ! c      sigmaw(i) = amax1(sigmaw(i),sigd_con(i))
392!jyg<
393!!    sigmaw(i) = amax1(sigmaw(i), sigmad)
394!!    sigmaw(i) = amin1(sigmaw(i), 0.99)
395    sigmaw_targ = min(max(sigmaw(i), sigmad),0.99)
396    d_sigmaw2(i) = sigmaw_targ - sigmaw(i)
397    sigmaw(i) = sigmaw_targ
398!>jyg
399    sigmaw0(i) = sigmaw(i)
400    wape(i) = 0.
401    wape2(i) = 0.
402    d_sigmaw(i) = 0.
403    d_wdens2(i) = 0.
404    ktopw(i) = 0
405  END DO
406!
407!<jyg
408dth(:,:) = 0.
409tu(:,:) = 0.
410qu(:,:) = 0.
411dtke(:,:) = 0.
412dqke(:,:) = 0.
413spread(:,:) = 0.
414omgbdth(:,:) = 0.
415omg(:,:) = 0.
416dp_omgb(:,:) = 0.
417dp_deltomg(:,:) = 0.
418hw(:) = 0.
419wape(:) = 0.
420fip(:) = 0.
421gfl(:) = 0.
422cstar(:) = 0.
423ktopw(:) = 0
424!
425!  Vertical advection local variables
426omgbw(:,:) = 0.
427omgtop(:) = 0
428dp_omgbw(:,:) = 0.
429omgbdq(:,:) = 0.
430!>jyg
431!
432  IF (prt_level>=10) THEN
433    PRINT *, 'wake-1, sigmaw(igout) ', sigmaw(igout)
434    PRINT *, 'wake-1, deltatw(igout,k) ', (k,deltatw(igout,k), k=1,klev)
435    PRINT *, 'wake-1, deltaqw(igout,k) ', (k,deltaqw(igout,k), k=1,klev)
436    PRINT *, 'wake-1, dowwdraughts, amdwn(igout,k) ', (k,amdwn(igout,k), k=1,klev)
437    PRINT *, 'wake-1, dowwdraughts, dtdwn(igout,k) ', (k,dtdwn(igout,k), k=1,klev)
438    PRINT *, 'wake-1, dowwdraughts, dqdwn(igout,k) ', (k,dqdwn(igout,k), k=1,klev)
439    PRINT *, 'wake-1, updraughts, amup(igout,k) ', (k,amup(igout,k), k=1,klev)
440    PRINT *, 'wake-1, updraughts, dta(igout,k) ', (k,dta(igout,k), k=1,klev)
441    PRINT *, 'wake-1, updraughts, dqa(igout,k) ', (k,dqa(igout,k), k=1,klev)
442  ENDIF
443
444  ! 2. - Prognostic part
445  ! --------------------
446
447
448  ! 2.1 - Undisturbed area and Wake integrals
449  ! ---------------------------------------------------------
450
451  DO i = 1, klon
452    z(i) = 0.
453    ktop(i) = 0
454    kupper(i) = 0
455    sum_thu(i) = 0.
456    sum_tu(i) = 0.
457    sum_qu(i) = 0.
458    sum_thvu(i) = 0.
459    sum_dth(i) = 0.
460    sum_dq(i) = 0.
461    sum_rho(i) = 0.
462    sum_dtdwn(i) = 0.
463    sum_dqdwn(i) = 0.
464
465    av_thu(i) = 0.
466    av_tu(i) = 0.
467    av_qu(i) = 0.
468    av_thvu(i) = 0.
469    av_dth(i) = 0.
470    av_dq(i) = 0.
471    av_rho(i) = 0.
472    av_dtdwn(i) = 0.
473    av_dqdwn(i) = 0.
474  END DO
475
476  ! Distance between wakes
477  DO i = 1, klon
478    ll(i) = (1-sqrt(sigmaw(i)))/sqrt(wdens(i))
479  END DO
480  ! Potential temperatures and humidity
481  ! ----------------------------------------------------------
482  DO k = 1, klev
483    DO i = 1, klon
484      ! write(*,*)'wake 1',i,k,rd,te(i,k)
485      rho(i, k) = p(i, k)/(rd*te(i,k))
486      ! write(*,*)'wake 2',rho(i,k)
487      IF (k==1) THEN
488        ! write(*,*)'wake 3',i,k,rd,te(i,k)
489        rhoh(i, k) = ph(i, k)/(rd*te(i,k))
490        ! write(*,*)'wake 4',i,k,rd,te(i,k)
491        zhh(i, k) = 0
492      ELSE
493        ! write(*,*)'wake 5',rd,(te(i,k)+te(i,k-1))
494        rhoh(i, k) = ph(i, k)*2./(rd*(te(i,k)+te(i,k-1)))
495        ! write(*,*)'wake 6',(-rhoh(i,k)*RG)+zhh(i,k-1)
496        zhh(i, k) = (ph(i,k)-ph(i,k-1))/(-rhoh(i,k)*rg) + zhh(i, k-1)
497      END IF
498      ! write(*,*)'wake 7',ppi(i,k)
499      the(i, k) = te(i, k)/ppi(i, k)
500      thu(i, k) = (te(i,k)-deltatw(i,k)*sigmaw(i))/ppi(i, k)
501      tu(i, k) = te(i, k) - deltatw(i, k)*sigmaw(i)
502      qu(i, k) = qe(i, k) - deltaqw(i, k)*sigmaw(i)
503      ! write(*,*)'wake 8',(rd*(te(i,k)+deltatw(i,k)))
504      rhow(i, k) = p(i, k)/(rd*(te(i,k)+deltatw(i,k)))
505      dth(i, k) = deltatw(i, k)/ppi(i, k)
506    END DO
507  END DO
508
509  DO k = 1, klev - 1
510    DO i = 1, klon
511      IF (k==1) THEN
512        n2(i, k) = 0
513      ELSE
514        n2(i, k) = amax1(0., -rg**2/the(i,k)*rho(i,k)*(the(i,k+1)-the(i,k-1))/ &
515                             (p(i,k+1)-p(i,k-1)))
516      END IF
517      zh(i, k) = (zhh(i,k)+zhh(i,k+1))/2
518
519      cgw(i, k) = sqrt(n2(i,k))*zh(i, k)
520      tgw(i, k) = coefgw*cgw(i, k)/ll(i)
521    END DO
522  END DO
523
524  DO i = 1, klon
525    n2(i, klev) = 0
526    zh(i, klev) = 0
527    cgw(i, klev) = 0
528    tgw(i, klev) = 0
529  END DO
530
531  ! Calcul de la masse volumique moyenne de la colonne   (bdlmd)
532  ! -----------------------------------------------------------------
533
534  DO k = 1, klev
535    DO i = 1, klon
536      epaisseur1(i, k) = 0.
537      epaisseur2(i, k) = 0.
538    END DO
539  END DO
540
541  DO i = 1, klon
542    epaisseur1(i, 1) = -(ph(i,2)-ph(i,1))/(rho(i,1)*rg) + 1.
543    epaisseur2(i, 1) = -(ph(i,2)-ph(i,1))/(rho(i,1)*rg) + 1.
544    rhow_moyen(i, 1) = rhow(i, 1)
545  END DO
546
547  DO k = 2, klev
548    DO i = 1, klon
549      epaisseur1(i, k) = -(ph(i,k+1)-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg) + 1.
550      epaisseur2(i, k) = epaisseur2(i, k-1) + epaisseur1(i, k)
551      rhow_moyen(i, k) = (rhow_moyen(i,k-1)*epaisseur2(i,k-1)+rhow(i,k)* &
552        epaisseur1(i,k))/epaisseur2(i, k)
553    END DO
554  END DO
555
556
557  ! Choose an integration bound well above wake top
558  ! -----------------------------------------------------------------
559
560  ! Pupper = 50000.  ! melting level
561  ! Pupper = 60000.
562  ! Pupper = 80000.  ! essais pour case_e
563  DO i = 1, klon
564    pupper(i) = 0.6*ph(i, 1)
565    pupper(i) = max(pupper(i), 45000.)
566    ! cc        Pupper(i) = 60000.
567  END DO
568
569
570  ! Determine Wake top pressure (Ptop) from buoyancy integral
571  ! --------------------------------------------------------
572
573  ! -1/ Pressure of the level where dth becomes less than delta_t_min.
574
575  DO i = 1, klon
576    ptop_provis(i) = ph(i, 1)
577  END DO
578  DO k = 2, klev
579    DO i = 1, klon
580
581      ! IM v3JYG; ptop_provis(i).LT. ph(i,1)
582
583      IF (dth(i,k)>-delta_t_min .AND. dth(i,k-1)<-delta_t_min .AND. &
584          ptop_provis(i)==ph(i,1)) THEN
585        ptop_provis(i) = ((dth(i,k)+delta_t_min)*p(i,k-1)- &
586                          (dth(i,k-1)+delta_t_min)*p(i,k))/(dth(i,k)-dth(i,k-1))
587      END IF
588    END DO
589  END DO
590
591  ! -2/ dth integral
592
593  DO i = 1, klon
594    sum_dth(i) = 0.
595    dthmin(i) = -delta_t_min
596    z(i) = 0.
597  END DO
598
599  DO k = 1, klev
600    DO i = 1, klon
601      dz(i) = -(amax1(ph(i,k+1),ptop_provis(i))-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg)
602      IF (dz(i)>0) THEN
603        z(i) = z(i) + dz(i)
604        sum_dth(i) = sum_dth(i) + dth(i, k)*dz(i)
605        dthmin(i) = amin1(dthmin(i), dth(i,k))
606      END IF
607    END DO
608  END DO
609
610  ! -3/ height of triangle with area= sum_dth and base = dthmin
611
612  DO i = 1, klon
613    hw0(i) = 2.*sum_dth(i)/amin1(dthmin(i), -0.5)
614    hw0(i) = amax1(hwmin, hw0(i))
615  END DO
616
617  ! -4/ now, get Ptop
618
619  DO i = 1, klon
620    z(i) = 0.
621    ptop(i) = ph(i, 1)
622  END DO
623
624  DO k = 1, klev
625    DO i = 1, klon
626      dz(i) = amin1(-(ph(i,k+1)-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg), hw0(i)-z(i))
627      IF (dz(i)>0) THEN
628        z(i) = z(i) + dz(i)
629        ptop(i) = ph(i, k) - rho(i, k)*rg*dz(i)
630      END IF
631    END DO
632  END DO
633
634  IF (prt_level>=10) THEN
635    PRINT *, 'wake-2, ptop_provis(igout), ptop(igout) ', ptop_provis(igout), ptop(igout)
636  ENDIF
637
638
639  ! -5/ Determination de ktop et kupper
640
641  DO k = klev, 1, -1
642    DO i = 1, klon
643      IF (ph(i,k+1)<ptop(i)) ktop(i) = k
644      IF (ph(i,k+1)<pupper(i)) kupper(i) = k
645    END DO
646  END DO
647
648  ! On evite kupper = 1 et kupper = klev
649  DO i = 1, klon
650    kupper(i) = max(kupper(i), 2)
651    kupper(i) = min(kupper(i), klev-1)
652  END DO
653
654
655  ! -6/ Correct ktop and ptop
656
657  DO i = 1, klon
658    ptop_new(i) = ptop(i)
659  END DO
660  DO k = klev, 2, -1
661    DO i = 1, klon
662      IF (k<=ktop(i) .AND. ptop_new(i)==ptop(i) .AND. &
663          dth(i,k)>-delta_t_min .AND. dth(i,k-1)<-delta_t_min) THEN
664        ptop_new(i) = ((dth(i,k)+delta_t_min)*p(i,k-1)-(dth(i, &
665          k-1)+delta_t_min)*p(i,k))/(dth(i,k)-dth(i,k-1))
666      END IF
667    END DO
668  END DO
669
670  DO i = 1, klon
671    ptop(i) = ptop_new(i)
672  END DO
673
674  DO k = klev, 1, -1
675    DO i = 1, klon
676      IF (ph(i,k+1)<ptop(i)) ktop(i) = k
677    END DO
678  END DO
679
680  IF (prt_level>=10) THEN
681    PRINT *, 'wake-3, ktop(igout), kupper(igout) ', ktop(igout), kupper(igout)
682  ENDIF
683
684  ! -5/ Set deltatw & deltaqw to 0 above kupper
685
686  DO k = 1, klev
687    DO i = 1, klon
688      IF (k>=kupper(i)) THEN
689        deltatw(i, k) = 0.
690        deltaqw(i, k) = 0.
691        d_deltatw2(i,k) = -deltatw0(i,k)
692        d_deltaqw2(i,k) = -deltaqw0(i,k)
693      END IF
694    END DO
695  END DO
696
697
698  ! Vertical gradient of LS omega
699
700  DO k = 1, klev
701    DO i = 1, klon
702      IF (k<=kupper(i)) THEN
703        dp_omgb(i, k) = (omgb(i,k+1)-omgb(i,k))/(ph(i,k+1)-ph(i,k))
704      END IF
705    END DO
706  END DO
707
708  ! Integrals (and wake top level number)
709  ! --------------------------------------
710
711  ! Initialize sum_thvu to 1st level virt. pot. temp.
712
713  DO i = 1, klon
714    z(i) = 1.
715    dz(i) = 1.
716    sum_thvu(i) = thu(i, 1)*(1.+epsim1*qu(i,1))*dz(i)
717    sum_dth(i) = 0.
718  END DO
719
720  DO k = 1, klev
721    DO i = 1, klon
722      dz(i) = -(amax1(ph(i,k+1),ptop(i))-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg)
723      IF (dz(i)>0) THEN
724        z(i) = z(i) + dz(i)
725        sum_thu(i) = sum_thu(i) + thu(i, k)*dz(i)
726        sum_tu(i) = sum_tu(i) + tu(i, k)*dz(i)
727        sum_qu(i) = sum_qu(i) + qu(i, k)*dz(i)
728        sum_thvu(i) = sum_thvu(i) + thu(i, k)*(1.+epsim1*qu(i,k))*dz(i)
729        sum_dth(i) = sum_dth(i) + dth(i, k)*dz(i)
730        sum_dq(i) = sum_dq(i) + deltaqw(i, k)*dz(i)
731        sum_rho(i) = sum_rho(i) + rhow(i, k)*dz(i)
732        sum_dtdwn(i) = sum_dtdwn(i) + dtdwn(i, k)*dz(i)
733        sum_dqdwn(i) = sum_dqdwn(i) + dqdwn(i, k)*dz(i)
734      END IF
735    END DO
736  END DO
737
738  DO i = 1, klon
739    hw0(i) = z(i)
740  END DO
741
742
743  ! 2.1 - WAPE and mean forcing computation
744  ! ---------------------------------------
745
746  ! ---------------------------------------
747
748  ! Means
749
750  DO i = 1, klon
751    av_thu(i) = sum_thu(i)/hw0(i)
752    av_tu(i) = sum_tu(i)/hw0(i)
753    av_qu(i) = sum_qu(i)/hw0(i)
754    av_thvu(i) = sum_thvu(i)/hw0(i)
755    ! av_thve = sum_thve/hw0
756    av_dth(i) = sum_dth(i)/hw0(i)
757    av_dq(i) = sum_dq(i)/hw0(i)
758    av_rho(i) = sum_rho(i)/hw0(i)
759    av_dtdwn(i) = sum_dtdwn(i)/hw0(i)
760    av_dqdwn(i) = sum_dqdwn(i)/hw0(i)
761
762    wape(i) = -rg*hw0(i)*(av_dth(i)+ &
763        epsim1*(av_thu(i)*av_dq(i)+av_dth(i)*av_qu(i)+av_dth(i)*av_dq(i)))/av_thvu(i)
764
765  END DO
766
767  ! 2.2 Prognostic variable update
768  ! ------------------------------
769
770  ! Filter out bad wakes
771
772  DO k = 1, klev
773    DO i = 1, klon
774      IF (wape(i)<0.) THEN
775        deltatw(i, k) = 0.
776        deltaqw(i, k) = 0.
777        dth(i, k) = 0.
778        d_deltatw2(i,k) = -deltatw0(i,k)
779        d_deltaqw2(i,k) = -deltaqw0(i,k)
780      END IF
781    END DO
782  END DO
783
784  DO i = 1, klon
785    IF (wape(i)<0.) THEN
786      wape(i) = 0.
787      cstar(i) = 0.
788      hw(i) = hwmin
789!jyg<
790!!      sigmaw(i) = amax1(sigmad, sigd_con(i))
791      sigmaw_targ = max(sigmad, sigd_con(i))
792      d_sigmaw2(i) = d_sigmaw2(i) + sigmaw_targ - sigmaw(i)
793      sigmaw(i) = sigmaw_targ
794!>jyg
795      fip(i) = 0.
796      gwake(i) = .FALSE.
797    ELSE
798      cstar(i) = stark*sqrt(2.*wape(i))
799      gwake(i) = .TRUE.
800    END IF
801  END DO
802
803
804  ! Check qx and qw positivity
805  ! --------------------------
806  DO i = 1, klon
807    q0_min(i) = min((qe(i,1)-sigmaw(i)*deltaqw(i,1)),  &
808                    (qe(i,1)+(1.-sigmaw(i))*deltaqw(i,1)))
809  END DO
810  DO k = 2, klev
811    DO i = 1, klon
812      q1_min(i) = min((qe(i,k)-sigmaw(i)*deltaqw(i,k)), &
813                      (qe(i,k)+(1.-sigmaw(i))*deltaqw(i,k)))
814      IF (q1_min(i)<=q0_min(i)) THEN
815        q0_min(i) = q1_min(i)
816      END IF
817    END DO
818  END DO
819
820  DO i = 1, klon
821    ok_qx_qw(i) = q0_min(i) >= 0.
822    alpha(i) = 1.
823  END DO
824
825  IF (prt_level>=10) THEN
826    PRINT *, 'wake-4, sigmaw(igout), cstar(igout), wape(igout) ', &
827                      sigmaw(igout), cstar(igout), wape(igout)
828  ENDIF
829
830
831  ! C -----------------------------------------------------------------
832  ! Sub-time-stepping
833  ! -----------------
834
835  nsub = 10
836  dtimesub = dtime/nsub
837
838  ! ------------------------------------------------------------
839  DO isubstep = 1, nsub
840    ! ------------------------------------------------------------
841
842    ! wk_adv is the logical flag enabling wake evolution in the time advance
843    ! loop
844    DO i = 1, klon
845      wk_adv(i) = ok_qx_qw(i) .AND. alpha(i) >= 1.
846    END DO
847    IF (prt_level>=10) THEN
848      PRINT *, 'wake-4.1, isubstep,wk_adv(igout),cstar(igout),wape(igout) ', &
849                          isubstep,wk_adv(igout),cstar(igout),wape(igout)
850    ENDIF
851
852    ! cc nrlmd   Ajout d'un recalcul de wdens dans le cas d'un entrainement
853    ! négatif de ktop à kupper --------
854    ! cc           On calcule pour cela une densité wdens0 pour laquelle on
855    ! aurait un entrainement nul ---
856    DO i = 1, klon
857      ! c       print *,' isubstep,wk_adv(i),cstar(i),wape(i) ',
858      ! c     $           isubstep,wk_adv(i),cstar(i),wape(i)
859      IF (wk_adv(i) .AND. cstar(i)>0.01) THEN
860        omg(i, kupper(i)+1) = -rg*amdwn(i, kupper(i)+1)/sigmaw(i) + &
861                               rg*amup(i, kupper(i)+1)/(1.-sigmaw(i))
862        wdens0 = (sigmaw(i)/(4.*3.14))* &
863          ((1.-sigmaw(i))*omg(i,kupper(i)+1)/((ph(i,1)-pupper(i))*cstar(i)))**(2)
864        IF (wdens(i)<=wdens0*1.1) THEN
865          wdens(i) = wdens0
866        END IF
867        ! c        print*,'omg(i,kupper(i)+1),wdens0,wdens(i),cstar(i)
868        ! c     $     ,ph(i,1)-pupper(i)',
869        ! c     $             omg(i,kupper(i)+1),wdens0,wdens(i),cstar(i)
870        ! c     $     ,ph(i,1)-pupper(i)
871      END IF
872    END DO
873
874    ! cc nrlmd
875
876    DO i = 1, klon
877      IF (wk_adv(i)) THEN
878        gfl(i) = 2.*sqrt(3.14*wdens(i)*sigmaw(i))
879!jyg<
880!!        sigmaw(i) = amin1(sigmaw(i), sigmaw_max)
881        sigmaw_targ = min(sigmaw(i), sigmaw_max)
882        d_sigmaw2(i) = d_sigmaw2(i) + sigmaw_targ - sigmaw(i)
883        sigmaw(i) = sigmaw_targ
884!>jyg
885      END IF
886    END DO
887
888    DO i = 1, klon
889      IF (wk_adv(i)) THEN
890        ! cc nrlmd          Introduction du taux de mortalité des poches et
891        ! test sur sigmaw_max=0.4
892        ! cc         d_sigmaw(i) = gfl(i)*Cstar(i)*dtimesub
893        IF (sigmaw(i)>=sigmaw_max) THEN
894          death_rate(i) = gfl(i)*cstar(i)/sigmaw(i)
895        ELSE
896          death_rate(i) = 0.
897        END IF
898
899        d_sigmaw(i) = gfl(i)*cstar(i)*dtimesub - death_rate(i)*sigmaw(i)* &
900          dtimesub
901        ! $              - nat_rate(i)*sigmaw(i)*dtimesub
902        ! c        print*, 'd_sigmaw(i),sigmaw(i),gfl(i),Cstar(i),wape(i),
903        ! c     $  death_rate(i),ktop(i),kupper(i)',
904        ! c     $                d_sigmaw(i),sigmaw(i),gfl(i),Cstar(i),wape(i),
905        ! c     $  death_rate(i),ktop(i),kupper(i)
906
907        ! sigmaw(i) =sigmaw(i) + gfl(i)*Cstar(i)*dtimesub
908        ! sigmaw(i) =min(sigmaw(i),0.99)     !!!!!!!!
909        ! wdens = wdens0/(10.*sigmaw)
910        ! sigmaw =max(sigmaw,sigd_con)
911        ! sigmaw =max(sigmaw,sigmad)
912      END IF
913    END DO
914
915    ! calcul de la difference de vitesse verticale poche - zone non perturbee
916    ! IM 060208 differences par rapport au code initial; init. a 0 dp_deltomg
917    ! IM 060208 et omg sur les niveaux de 1 a klev+1, alors que avant l'on definit
918    ! IM 060208 au niveau k=1..?
919    !JYG 161013 Correction : maintenant omg est dimensionne a klev.
920    DO k = 1, klev
921      DO i = 1, klon
922        IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
923          dp_deltomg(i, k) = 0.
924        END IF
925      END DO
926    END DO
927    DO k = 1, klev
928      DO i = 1, klon
929        IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
930          omg(i, k) = 0.
931        END IF
932      END DO
933    END DO
934
935    DO i = 1, klon
936      IF (wk_adv(i)) THEN
937        z(i) = 0.
938        omg(i, 1) = 0.
939        dp_deltomg(i, 1) = -(gfl(i)*cstar(i))/(sigmaw(i)*(1-sigmaw(i)))
940      END IF
941    END DO
942
943    DO k = 2, klev
944      DO i = 1, klon
945        IF (wk_adv(i) .AND. k<=ktop(i)) THEN
946          dz(i) = -(ph(i,k)-ph(i,k-1))/(rho(i,k-1)*rg)
947          z(i) = z(i) + dz(i)
948          dp_deltomg(i, k) = dp_deltomg(i, 1)
949          omg(i, k) = dp_deltomg(i, 1)*z(i)
950        END IF
951      END DO
952    END DO
953
954    DO i = 1, klon
955      IF (wk_adv(i)) THEN
956        dztop(i) = -(ptop(i)-ph(i,ktop(i)))/(rho(i,ktop(i))*rg)
957        ztop(i) = z(i) + dztop(i)
958        omgtop(i) = dp_deltomg(i, 1)*ztop(i)
959      END IF
960    END DO
961
962    IF (prt_level>=10) THEN
963      PRINT *, 'wake-4.2, omg(igout,k) ', (k,omg(igout,k), k=1,klev)
964      PRINT *, 'wake-4.2, omgtop(igout) ', omgtop(igout)
965    ENDIF
966
967    ! -----------------
968    ! From m/s to Pa/s
969    ! -----------------
970
971    DO i = 1, klon
972      IF (wk_adv(i)) THEN
973        omgtop(i) = -rho(i, ktop(i))*rg*omgtop(i)
974        dp_deltomg(i, 1) = omgtop(i)/(ptop(i)-ph(i,1))
975      END IF
976    END DO
977
978    DO k = 1, klev
979      DO i = 1, klon
980        IF (wk_adv(i) .AND. k<=ktop(i)) THEN
981          omg(i, k) = -rho(i, k)*rg*omg(i, k)
982          dp_deltomg(i, k) = dp_deltomg(i, 1)
983        END IF
984      END DO
985    END DO
986
987    ! raccordement lineaire de omg de ptop a pupper
988
989    DO i = 1, klon
990      IF (wk_adv(i) .AND. kupper(i)>ktop(i)) THEN
991        omg(i, kupper(i)+1) = -rg*amdwn(i, kupper(i)+1)/sigmaw(i) + &
992          rg*amup(i, kupper(i)+1)/(1.-sigmaw(i))
993        dp_deltomg(i, kupper(i)) = (omgtop(i)-omg(i,kupper(i)+1))/ &
994          (ptop(i)-pupper(i))
995      END IF
996    END DO
997
998    ! c      DO i=1,klon
999    ! c        print*,'Pente entre 0 et kupper (référence)'
1000    ! c     $           ,omg(i,kupper(i)+1)/(pupper(i)-ph(i,1))
1001    ! c        print*,'Pente entre ktop et kupper'
1002    ! c     $   ,(omg(i,kupper(i)+1)-omgtop(i))/(pupper(i)-ptop(i))
1003    ! c      ENDDO
1004    ! c
1005    DO k = 1, klev
1006      DO i = 1, klon
1007        IF (wk_adv(i) .AND. k>ktop(i) .AND. k<=kupper(i)) THEN
1008          dp_deltomg(i, k) = dp_deltomg(i, kupper(i))
1009          omg(i, k) = omgtop(i) + (ph(i,k)-ptop(i))*dp_deltomg(i, kupper(i))
1010        END IF
1011      END DO
1012    END DO
1013!!    print *,'omg(igout,k) ', (k,omg(igout,k),k=1,klev)
1014    ! cc nrlmd
1015    ! c      DO i=1,klon
1016    ! c      print*,'deltaw_ktop,deltaw_conv',omgtop(i),omg(i,kupper(i)+1)
1017    ! c      END DO
1018    ! cc
1019
1020
1021    ! --    Compute wake average vertical velocity omgbw
1022
1023
1024    DO k = 1, klev
1025      DO i = 1, klon
1026        IF (wk_adv(i)) THEN
1027          omgbw(i, k) = omgb(i, k) + (1.-sigmaw(i))*omg(i, k)
1028        END IF
1029      END DO
1030    END DO
1031    ! --    and its vertical gradient dp_omgbw
1032
1033    DO k = 1, klev-1
1034      DO i = 1, klon
1035        IF (wk_adv(i)) THEN
1036          dp_omgbw(i, k) = (omgbw(i,k+1)-omgbw(i,k))/(ph(i,k+1)-ph(i,k))
1037        END IF
1038      END DO
1039    END DO
1040    DO i = 1, klon
1041      IF (wk_adv(i)) THEN
1042          dp_omgbw(i, klev) = 0.
1043      END IF
1044    END DO
1045
1046    ! --    Upstream coefficients for omgb velocity
1047    ! --    (alpha_up(k) is the coefficient of the value at level k)
1048    ! --    (1-alpha_up(k) is the coefficient of the value at level k-1)
1049    DO k = 1, klev
1050      DO i = 1, klon
1051        IF (wk_adv(i)) THEN
1052          alpha_up(i, k) = 0.
1053          IF (omgb(i,k)>0.) alpha_up(i, k) = 1.
1054        END IF
1055      END DO
1056    END DO
1057
1058    ! Matrix expressing [The,deltatw] from  [Th1,Th2]
1059
1060    DO i = 1, klon
1061      IF (wk_adv(i)) THEN
1062        rre1(i) = 1. - sigmaw(i)
1063        rre2(i) = sigmaw(i)
1064      END IF
1065    END DO
1066    rrd1 = -1.
1067    rrd2 = 1.
1068
1069    ! --    Get [Th1,Th2], dth and [q1,q2]
1070
1071    DO k = 1, klev
1072      DO i = 1, klon
1073        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)+1) THEN
1074          dth(i, k) = deltatw(i, k)/ppi(i, k)
1075          th1(i, k) = the(i, k) - sigmaw(i)*dth(i, k) ! undisturbed area
1076          th2(i, k) = the(i, k) + (1.-sigmaw(i))*dth(i, k) ! wake
1077          q1(i, k) = qe(i, k) - sigmaw(i)*deltaqw(i, k) ! undisturbed area
1078          q2(i, k) = qe(i, k) + (1.-sigmaw(i))*deltaqw(i, k) ! wake
1079        END IF
1080      END DO
1081    END DO
1082
1083    DO i = 1, klon
1084      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1085        d_th1(i, 1) = 0.
1086        d_th2(i, 1) = 0.
1087        d_dth(i, 1) = 0.
1088        d_q1(i, 1) = 0.
1089        d_q2(i, 1) = 0.
1090        d_dq(i, 1) = 0.
1091      END IF
1092    END DO
1093
1094    DO k = 2, klev
1095      DO i = 1, klon
1096        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)+1) THEN
1097          d_th1(i, k) = th1(i, k-1) - th1(i, k)
1098          d_th2(i, k) = th2(i, k-1) - th2(i, k)
1099          d_dth(i, k) = dth(i, k-1) - dth(i, k)
1100          d_q1(i, k) = q1(i, k-1) - q1(i, k)
1101          d_q2(i, k) = q2(i, k-1) - q2(i, k)
1102          d_dq(i, k) = deltaqw(i, k-1) - deltaqw(i, k)
1103        END IF
1104      END DO
1105    END DO
1106
1107    DO i = 1, klon
1108      IF (wk_adv(i)) THEN
1109        omgbdth(i, 1) = 0.
1110        omgbdq(i, 1) = 0.
1111      END IF
1112    END DO
1113
1114    DO k = 2, klev
1115      DO i = 1, klon
1116        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)+1) THEN !   loop on interfaces
1117          omgbdth(i, k) = omgb(i, k)*(dth(i,k-1)-dth(i,k))
1118          omgbdq(i, k) = omgb(i, k)*(deltaqw(i,k-1)-deltaqw(i,k))
1119        END IF
1120      END DO
1121    END DO
1122
1123    IF (prt_level>=10) THEN
1124      PRINT *, 'wake-4.3, th1(igout,k) ', (k,th1(igout,k), k=1,klev)
1125      PRINT *, 'wake-4.3, th2(igout,k) ', (k,th2(igout,k), k=1,klev)
1126      PRINT *, 'wake-4.3, dth(igout,k) ', (k,dth(igout,k), k=1,klev)
1127      PRINT *, 'wake-4.3, omgbdth(igout,k) ', (k,omgbdth(igout,k), k=1,klev)
1128    ENDIF
1129
1130    ! -----------------------------------------------------------------
1131    DO k = 1, klev-1
1132      DO i = 1, klon
1133        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)-1) THEN
1134          ! -----------------------------------------------------------------
1135
1136          ! Compute redistribution (advective) term
1137
1138          d_deltatw(i, k) = dtimesub/(ph(i,k)-ph(i,k+1))* &
1139            (rrd1*omg(i,k)*sigmaw(i)*d_th1(i,k) - &
1140             rrd2*omg(i,k+1)*(1.-sigmaw(i))*d_th2(i,k+1)- &
1141             (1.-alpha_up(i,k))*omgbdth(i,k)- &
1142             alpha_up(i,k+1)*omgbdth(i,k+1))*ppi(i, k)
1143!           print*,'d_deltatw=', k, d_deltatw(i,k)
1144
1145          d_deltaqw(i, k) = dtimesub/(ph(i,k)-ph(i,k+1))* &
1146            (rrd1*omg(i,k)*sigmaw(i)*d_q1(i,k)- &
1147             rrd2*omg(i,k+1)*(1.-sigmaw(i))*d_q2(i,k+1)- &
1148             (1.-alpha_up(i,k))*omgbdq(i,k)- &
1149             alpha_up(i,k+1)*omgbdq(i,k+1))
1150!           print*,'d_deltaqw=', k, d_deltaqw(i,k)
1151
1152          ! and increment large scale tendencies
1153
1154
1155
1156
1157          ! C
1158          ! -----------------------------------------------------------------
1159          d_te(i, k) = dtimesub*((rre1(i)*omg(i,k)*sigmaw(i)*d_th1(i,k)- &
1160                                  rre2(i)*omg(i,k+1)*(1.-sigmaw(i))*d_th2(i,k+1))/ &
1161                                 (ph(i,k)-ph(i,k+1)) &
1162                                 -sigmaw(i)*(1.-sigmaw(i))*dth(i,k)*(omg(i,k)-omg(i,k+1))/ &
1163                                 (ph(i,k)-ph(i,k+1)) )*ppi(i, k)
1164
1165          d_qe(i, k) = dtimesub*((rre1(i)*omg(i,k)*sigmaw(i)*d_q1(i,k)- &
1166                                  rre2(i)*omg(i,k+1)*(1.-sigmaw(i))*d_q2(i,k+1))/ &
1167                                 (ph(i,k)-ph(i,k+1)) &
1168                                 -sigmaw(i)*(1.-sigmaw(i))*deltaqw(i,k)*(omg(i,k)-omg(i,k+1))/ &
1169                                 (ph(i,k)-ph(i,k+1)) )
1170        ELSE IF (wk_adv(i) .AND. k==kupper(i)) THEN
1171          d_te(i, k) = dtimesub*(rre1(i)*omg(i,k)*sigmaw(i)*d_th1(i,k)/(ph(i,k)-ph(i,k+1)))*ppi(i, k)
1172
1173          d_qe(i, k) = dtimesub*(rre1(i)*omg(i,k)*sigmaw(i)*d_q1(i,k)/(ph(i,k)-ph(i,k+1)))
1174
1175        END IF
1176        ! cc
1177      END DO
1178    END DO
1179    ! ------------------------------------------------------------------
1180
1181    IF (prt_level>=10) THEN
1182      PRINT *, 'wake-4.3, d_deltatw(igout,k) ', (k,d_deltatw(igout,k), k=1,klev)
1183      PRINT *, 'wake-4.3, d_deltaqw(igout,k) ', (k,d_deltaqw(igout,k), k=1,klev)
1184    ENDIF
1185
1186    ! Increment state variables
1187
1188    DO k = 1, klev
1189      DO i = 1, klon
1190        ! cc nrlmd       IF( wk_adv(i) .AND. k .LE. kupper(i)-1) THEN
1191        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)) THEN
1192          ! cc
1193
1194
1195
1196          ! Coefficient de répartition
1197
1198          crep(i, k) = crep_sol*(ph(i,kupper(i))-ph(i,k))/ &
1199            (ph(i,kupper(i))-ph(i,1))
1200          crep(i, k) = crep(i, k) + crep_upper*(ph(i,1)-ph(i,k))/ &
1201            (p(i,1)-ph(i,kupper(i)))
1202
1203
1204          ! Reintroduce compensating subsidence term.
1205
1206          ! dtKE(k)=(dtdwn(k)*Crep(k))/sigmaw
1207          ! dtKE(k)=dtKE(k)-(dtdwn(k)*(1-Crep(k))+dta(k))
1208          ! .                   /(1-sigmaw)
1209          ! dqKE(k)=(dqdwn(k)*Crep(k))/sigmaw
1210          ! dqKE(k)=dqKE(k)-(dqdwn(k)*(1-Crep(k))+dqa(k))
1211          ! .                   /(1-sigmaw)
1212
1213          ! dtKE(k)=(dtdwn(k)*Crep(k)+(1-Crep(k))*dta(k))/sigmaw
1214          ! dtKE(k)=dtKE(k)-(dtdwn(k)*(1-Crep(k))+dta(k)*Crep(k))
1215          ! .                   /(1-sigmaw)
1216          ! dqKE(k)=(dqdwn(k)*Crep(k)+(1-Crep(k))*dqa(k))/sigmaw
1217          ! dqKE(k)=dqKE(k)-(dqdwn(k)*(1-Crep(k))+dqa(k)*Crep(k))
1218          ! .                   /(1-sigmaw)
1219
1220          dtke(i, k) = (dtdwn(i,k)/sigmaw(i)-dta(i,k)/(1.-sigmaw(i)))
1221          dqke(i, k) = (dqdwn(i,k)/sigmaw(i)-dqa(i,k)/(1.-sigmaw(i)))
1222          ! print*,'dtKE= ',dtKE(i,k),' dqKE= ',dqKE(i,k)
1223
1224!
1225
1226          ! cc nrlmd          Prise en compte du taux de mortalité
1227          ! cc               Définitions de entr, detr
1228          detr(i, k) = 0.
1229
1230          entr(i, k) = detr(i, k) + gfl(i)*cstar(i) + &
1231            sigmaw(i)*(1.-sigmaw(i))*dp_deltomg(i, k)
1232
1233          spread(i, k) = (entr(i,k)-detr(i,k))/sigmaw(i)
1234          ! cc        spread(i,k) =
1235          ! (1.-sigmaw(i))*dp_deltomg(i,k)+gfl(i)*Cstar(i)/
1236          ! cc     $  sigmaw(i)
1237
1238
1239          ! ajout d'un effet onde de gravité -Tgw(k)*deltatw(k) 03/02/06 YU
1240          ! Jingmei
1241
1242          ! write(lunout,*)'wake.F ',i,k, dtimesub,d_deltat_gw(i,k),
1243          ! &  Tgw(i,k),deltatw(i,k)
1244          d_deltat_gw(i, k) = d_deltat_gw(i, k) - tgw(i, k)*deltatw(i, k)* &
1245            dtimesub
1246          ! write(lunout,*)'wake.F ',i,k, dtimesub,d_deltatw(i,k)
1247          ff(i) = d_deltatw(i, k)/dtimesub
1248
1249          ! Sans GW
1250
1251          ! deltatw(k)=deltatw(k)+dtimesub*(ff+dtKE(k)-spread(k)*deltatw(k))
1252
1253          ! GW formule 1
1254
1255          ! deltatw(k) = deltatw(k)+dtimesub*
1256          ! $         (ff+dtKE(k) - spread(k)*deltatw(k)-Tgw(k)*deltatw(k))
1257
1258          ! GW formule 2
1259
1260          IF (dtimesub*tgw(i,k)<1.E-10) THEN
1261            d_deltatw(i, k) = dtimesub*(ff(i)+dtke(i,k) - &
1262               entr(i,k)*deltatw(i,k)/sigmaw(i) - &
1263               (death_rate(i)*sigmaw(i)+detr(i,k))*deltatw(i,k)/(1.-sigmaw(i)) - & ! cc
1264               tgw(i,k)*deltatw(i,k) )
1265          ELSE
1266            d_deltatw(i, k) = 1/tgw(i, k)*(1-exp(-dtimesub*tgw(i,k)))* &
1267               (ff(i)+dtke(i,k) - &
1268                entr(i,k)*deltatw(i,k)/sigmaw(i) - &
1269                (death_rate(i)*sigmaw(i)+detr(i,k))*deltatw(i,k)/(1.-sigmaw(i)) - &
1270                tgw(i,k)*deltatw(i,k) )
1271          END IF
1272
1273          dth(i, k) = deltatw(i, k)/ppi(i, k)
1274
1275          gg(i) = d_deltaqw(i, k)/dtimesub
1276
1277          d_deltaqw(i, k) = dtimesub*(gg(i)+dqke(i,k) - &
1278            entr(i,k)*deltaqw(i,k)/sigmaw(i) - &
1279            (death_rate(i)*sigmaw(i)+detr(i,k))*deltaqw(i,k)/(1.-sigmaw(i)))
1280          ! cc
1281
1282          ! cc nrlmd
1283          ! cc       d_deltatw2(i,k)=d_deltatw2(i,k)+d_deltatw(i,k)
1284          ! cc       d_deltaqw2(i,k)=d_deltaqw2(i,k)+d_deltaqw(i,k)
1285          ! cc
1286        END IF
1287      END DO
1288    END DO
1289
1290
1291    ! Scale tendencies so that water vapour remains positive in w and x.
1292
1293    CALL wake_vec_modulation(klon, klev, wk_adv, epsilon, qe, d_qe, deltaqw, &
1294      d_deltaqw, sigmaw, d_sigmaw, alpha)
1295
1296    ! cc nrlmd
1297    ! c      print*,'alpha'
1298    ! c      do i=1,klon
1299    ! c         print*,alpha(i)
1300    ! c      end do
1301    ! cc
1302    DO k = 1, klev
1303      DO i = 1, klon
1304        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)) THEN
1305          d_te(i, k) = alpha(i)*d_te(i, k)
1306          d_qe(i, k) = alpha(i)*d_qe(i, k)
1307          d_deltatw(i, k) = alpha(i)*d_deltatw(i, k)
1308          d_deltaqw(i, k) = alpha(i)*d_deltaqw(i, k)
1309          d_deltat_gw(i, k) = alpha(i)*d_deltat_gw(i, k)
1310        END IF
1311      END DO
1312    END DO
1313    DO i = 1, klon
1314      IF (wk_adv(i)) THEN
1315        d_sigmaw(i) = alpha(i)*d_sigmaw(i)
1316      END IF
1317    END DO
1318
1319    ! Update large scale variables and wake variables
1320    ! IM 060208 manque DO i + remplace DO k=1,kupper(i)
1321    ! IM 060208     DO k = 1,kupper(i)
1322    DO k = 1, klev
1323      DO i = 1, klon
1324        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)) THEN
1325          dtls(i, k) = dtls(i, k) + d_te(i, k)
1326          dqls(i, k) = dqls(i, k) + d_qe(i, k)
1327          ! cc nrlmd
1328          d_deltatw2(i, k) = d_deltatw2(i, k) + d_deltatw(i, k)
1329          d_deltaqw2(i, k) = d_deltaqw2(i, k) + d_deltaqw(i, k)
1330          ! cc
1331        END IF
1332      END DO
1333    END DO
1334    DO k = 1, klev
1335      DO i = 1, klon
1336        IF (wk_adv(i) .AND. k<=kupper(i)) THEN
1337          te(i, k) = te0(i, k) + dtls(i, k)
1338          qe(i, k) = qe0(i, k) + dqls(i, k)
1339          the(i, k) = te(i, k)/ppi(i, k)
1340          deltatw(i, k) = deltatw(i, k) + d_deltatw(i, k)
1341          deltaqw(i, k) = deltaqw(i, k) + d_deltaqw(i, k)
1342          dth(i, k) = deltatw(i, k)/ppi(i, k)
1343          ! c      print*,'k,qx,qw',k,qe(i,k)-sigmaw(i)*deltaqw(i,k)
1344          ! c     $        ,qe(i,k)+(1-sigmaw(i))*deltaqw(i,k)
1345        END IF
1346      END DO
1347    END DO
1348    DO i = 1, klon
1349      IF (wk_adv(i)) THEN
1350        sigmaw(i) = sigmaw(i) + d_sigmaw(i)
1351!jyg<
1352        d_sigmaw2(i) = d_sigmaw2(i) + d_sigmaw(i)
1353!>jyg
1354      END IF
1355    END DO
1356
1357
1358    ! Determine Ptop from buoyancy integral
1359    ! ---------------------------------------
1360
1361    ! -     1/ Pressure of the level where dth changes sign.
1362
1363    DO i = 1, klon
1364      IF (wk_adv(i)) THEN
1365        ptop_provis(i) = ph(i, 1)
1366      END IF
1367    END DO
1368
1369    DO k = 2, klev
1370      DO i = 1, klon
1371        IF (wk_adv(i) .AND. ptop_provis(i)==ph(i,1) .AND. &
1372            dth(i,k)>-delta_t_min .AND. dth(i,k-1)<-delta_t_min) THEN
1373          ptop_provis(i) = ((dth(i,k)+delta_t_min)*p(i,k-1) - &
1374                            (dth(i,k-1)+delta_t_min)*p(i,k))/(dth(i,k)-dth(i,k-1))
1375        END IF
1376      END DO
1377    END DO
1378
1379    ! -     2/ dth integral
1380
1381    DO i = 1, klon
1382      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1383        sum_dth(i) = 0.
1384        dthmin(i) = -delta_t_min
1385        z(i) = 0.
1386      END IF
1387    END DO
1388
1389    DO k = 1, klev
1390      DO i = 1, klon
1391        IF (wk_adv(i)) THEN
1392          dz(i) = -(amax1(ph(i,k+1),ptop_provis(i))-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg)
1393          IF (dz(i)>0) THEN
1394            z(i) = z(i) + dz(i)
1395            sum_dth(i) = sum_dth(i) + dth(i, k)*dz(i)
1396            dthmin(i) = amin1(dthmin(i), dth(i,k))
1397          END IF
1398        END IF
1399      END DO
1400    END DO
1401
1402    ! -     3/ height of triangle with area= sum_dth and base = dthmin
1403
1404    DO i = 1, klon
1405      IF (wk_adv(i)) THEN
1406        hw(i) = 2.*sum_dth(i)/amin1(dthmin(i), -0.5)
1407        hw(i) = amax1(hwmin, hw(i))
1408      END IF
1409    END DO
1410
1411    ! -     4/ now, get Ptop
1412
1413    DO i = 1, klon
1414      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1415        ktop(i) = 0
1416        z(i) = 0.
1417      END IF
1418    END DO
1419
1420    DO k = 1, klev
1421      DO i = 1, klon
1422        IF (wk_adv(i)) THEN
1423          dz(i) = amin1(-(ph(i,k+1)-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg), hw(i)-z(i))
1424          IF (dz(i)>0) THEN
1425            z(i) = z(i) + dz(i)
1426            ptop(i) = ph(i, k) - rho(i, k)*rg*dz(i)
1427            ktop(i) = k
1428          END IF
1429        END IF
1430      END DO
1431    END DO
1432
1433    ! 4.5/Correct ktop and ptop
1434
1435    DO i = 1, klon
1436      IF (wk_adv(i)) THEN
1437        ptop_new(i) = ptop(i)
1438      END IF
1439    END DO
1440
1441    DO k = klev, 2, -1
1442      DO i = 1, klon
1443        ! IM v3JYG; IF (k .GE. ktop(i)
1444        IF (wk_adv(i) .AND. k<=ktop(i) .AND. ptop_new(i)==ptop(i) .AND. &
1445            dth(i,k)>-delta_t_min .AND. dth(i,k-1)<-delta_t_min) THEN
1446          ptop_new(i) = ((dth(i,k)+delta_t_min)*p(i,k-1) - &
1447                         (dth(i,k-1)+delta_t_min)*p(i,k))/(dth(i,k)-dth(i,k-1))
1448        END IF
1449      END DO
1450    END DO
1451
1452
1453    DO i = 1, klon
1454      IF (wk_adv(i)) THEN
1455        ptop(i) = ptop_new(i)
1456      END IF
1457    END DO
1458
1459    DO k = klev, 1, -1
1460      DO i = 1, klon
1461        IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1462          IF (ph(i,k+1)<ptop(i)) ktop(i) = k
1463        END IF
1464      END DO
1465    END DO
1466
1467    ! 5/ Set deltatw & deltaqw to 0 above kupper
1468
1469    DO k = 1, klev
1470      DO i = 1, klon
1471        IF (wk_adv(i) .AND. k>=kupper(i)) THEN
1472          deltatw(i, k) = 0.
1473          deltaqw(i, k) = 0.
1474          d_deltatw2(i,k) = -deltatw0(i,k)
1475          d_deltaqw2(i,k) = -deltaqw0(i,k)
1476        END IF
1477      END DO
1478    END DO
1479
1480
1481    ! -------------Cstar computation---------------------------------
1482    DO i = 1, klon
1483      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1484        sum_thu(i) = 0.
1485        sum_tu(i) = 0.
1486        sum_qu(i) = 0.
1487        sum_thvu(i) = 0.
1488        sum_dth(i) = 0.
1489        sum_dq(i) = 0.
1490        sum_rho(i) = 0.
1491        sum_dtdwn(i) = 0.
1492        sum_dqdwn(i) = 0.
1493
1494        av_thu(i) = 0.
1495        av_tu(i) = 0.
1496        av_qu(i) = 0.
1497        av_thvu(i) = 0.
1498        av_dth(i) = 0.
1499        av_dq(i) = 0.
1500        av_rho(i) = 0.
1501        av_dtdwn(i) = 0.
1502        av_dqdwn(i) = 0.
1503      END IF
1504    END DO
1505
1506    ! Integrals (and wake top level number)
1507    ! --------------------------------------
1508
1509    ! Initialize sum_thvu to 1st level virt. pot. temp.
1510
1511    DO i = 1, klon
1512      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1513        z(i) = 1.
1514        dz(i) = 1.
1515        sum_thvu(i) = thu(i, 1)*(1.+epsim1*qu(i,1))*dz(i)
1516        sum_dth(i) = 0.
1517      END IF
1518    END DO
1519
1520    DO k = 1, klev
1521      DO i = 1, klon
1522        IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1523          dz(i) = -(max(ph(i,k+1),ptop(i))-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg)
1524          IF (dz(i)>0) THEN
1525            z(i) = z(i) + dz(i)
1526            sum_thu(i) = sum_thu(i) + thu(i, k)*dz(i)
1527            sum_tu(i) = sum_tu(i) + tu(i, k)*dz(i)
1528            sum_qu(i) = sum_qu(i) + qu(i, k)*dz(i)
1529            sum_thvu(i) = sum_thvu(i) + thu(i, k)*(1.+epsim1*qu(i,k))*dz(i)
1530            sum_dth(i) = sum_dth(i) + dth(i, k)*dz(i)
1531            sum_dq(i) = sum_dq(i) + deltaqw(i, k)*dz(i)
1532            sum_rho(i) = sum_rho(i) + rhow(i, k)*dz(i)
1533            sum_dtdwn(i) = sum_dtdwn(i) + dtdwn(i, k)*dz(i)
1534            sum_dqdwn(i) = sum_dqdwn(i) + dqdwn(i, k)*dz(i)
1535          END IF
1536        END IF
1537      END DO
1538    END DO
1539
1540    DO i = 1, klon
1541      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1542        hw0(i) = z(i)
1543      END IF
1544    END DO
1545
1546
1547    ! - WAPE and mean forcing computation
1548    ! ---------------------------------------
1549
1550    ! ---------------------------------------
1551
1552    ! Means
1553
1554    DO i = 1, klon
1555      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1556        av_thu(i) = sum_thu(i)/hw0(i)
1557        av_tu(i) = sum_tu(i)/hw0(i)
1558        av_qu(i) = sum_qu(i)/hw0(i)
1559        av_thvu(i) = sum_thvu(i)/hw0(i)
1560        av_dth(i) = sum_dth(i)/hw0(i)
1561        av_dq(i) = sum_dq(i)/hw0(i)
1562        av_rho(i) = sum_rho(i)/hw0(i)
1563        av_dtdwn(i) = sum_dtdwn(i)/hw0(i)
1564        av_dqdwn(i) = sum_dqdwn(i)/hw0(i)
1565
1566        wape(i) = -rg*hw0(i)*(av_dth(i)+epsim1*(av_thu(i)*av_dq(i) + &
1567                              av_dth(i)*av_qu(i)+av_dth(i)*av_dq(i)))/av_thvu(i)
1568      END IF
1569    END DO
1570
1571    ! Filter out bad wakes
1572
1573    DO k = 1, klev
1574      DO i = 1, klon
1575        IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1576          IF (wape(i)<0.) THEN
1577            deltatw(i, k) = 0.
1578            deltaqw(i, k) = 0.
1579            dth(i, k) = 0.
1580            d_deltatw2(i,k) = -deltatw0(i,k)
1581            d_deltaqw2(i,k) = -deltaqw0(i,k)
1582          END IF
1583        END IF
1584      END DO
1585    END DO
1586
1587    DO i = 1, klon
1588      IF (wk_adv(i)) THEN !!! nrlmd
1589        IF (wape(i)<0.) THEN
1590          wape(i) = 0.
1591          cstar(i) = 0.
1592          hw(i) = hwmin
1593!jyg<
1594!!          sigmaw(i) = max(sigmad, sigd_con(i))
1595          sigmaw_targ = max(sigmad, sigd_con(i))
1596          d_sigmaw2(i) = d_sigmaw2(i) + sigmaw_targ - sigmaw(i)
1597          sigmaw(i) = sigmaw_targ
1598!>jyg
1599          fip(i) = 0.
1600          gwake(i) = .FALSE.
1601        ELSE
1602          cstar(i) = stark*sqrt(2.*wape(i))
1603          gwake(i) = .TRUE.
1604        END IF
1605      END IF
1606    END DO
1607
1608  END DO ! end sub-timestep loop
1609
1610  IF (prt_level>=10) THEN
1611    PRINT *, 'wake-5, sigmaw(igout), cstar(igout), wape(igout) ', &
1612                      sigmaw(igout), cstar(igout), wape(igout)
1613  ENDIF
1614
1615
1616  ! ----------------------------------------------------------
1617  ! Determine wake final state; recompute wape, cstar, ktop;
1618  ! filter out bad wakes.
1619  ! ----------------------------------------------------------
1620
1621  ! 2.1 - Undisturbed area and Wake integrals
1622  ! ---------------------------------------------------------
1623
1624  DO i = 1, klon
1625    ! cc nrlmd       if (wk_adv(i)) then !!! nrlmd
1626    IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1627      ! cc
1628      z(i) = 0.
1629      sum_thu(i) = 0.
1630      sum_tu(i) = 0.
1631      sum_qu(i) = 0.
1632      sum_thvu(i) = 0.
1633      sum_dth(i) = 0.
1634      sum_dq(i) = 0.
1635      sum_rho(i) = 0.
1636      sum_dtdwn(i) = 0.
1637      sum_dqdwn(i) = 0.
1638
1639      av_thu(i) = 0.
1640      av_tu(i) = 0.
1641      av_qu(i) = 0.
1642      av_thvu(i) = 0.
1643      av_dth(i) = 0.
1644      av_dq(i) = 0.
1645      av_rho(i) = 0.
1646      av_dtdwn(i) = 0.
1647      av_dqdwn(i) = 0.
1648    END IF
1649  END DO
1650  ! Potential temperatures and humidity
1651  ! ----------------------------------------------------------
1652
1653  DO k = 1, klev
1654    DO i = 1, klon
1655      ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1656      IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1657        ! cc
1658        rho(i, k) = p(i, k)/(rd*te(i,k))
1659        IF (k==1) THEN
1660          rhoh(i, k) = ph(i, k)/(rd*te(i,k))
1661          zhh(i, k) = 0
1662        ELSE
1663          rhoh(i, k) = ph(i, k)*2./(rd*(te(i,k)+te(i,k-1)))
1664          zhh(i, k) = (ph(i,k)-ph(i,k-1))/(-rhoh(i,k)*rg) + zhh(i, k-1)
1665        END IF
1666        the(i, k) = te(i, k)/ppi(i, k)
1667        thu(i, k) = (te(i,k)-deltatw(i,k)*sigmaw(i))/ppi(i, k)
1668        tu(i, k) = te(i, k) - deltatw(i, k)*sigmaw(i)
1669        qu(i, k) = qe(i, k) - deltaqw(i, k)*sigmaw(i)
1670        rhow(i, k) = p(i, k)/(rd*(te(i,k)+deltatw(i,k)))
1671        dth(i, k) = deltatw(i, k)/ppi(i, k)
1672      END IF
1673    END DO
1674  END DO
1675
1676  ! Integrals (and wake top level number)
1677  ! -----------------------------------------------------------
1678
1679  ! Initialize sum_thvu to 1st level virt. pot. temp.
1680
1681  DO i = 1, klon
1682    ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1683    IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1684      ! cc
1685      z(i) = 1.
1686      dz(i) = 1.
1687      sum_thvu(i) = thu(i, 1)*(1.+epsim1*qu(i,1))*dz(i)
1688      sum_dth(i) = 0.
1689    END IF
1690  END DO
1691
1692  DO k = 1, klev
1693    DO i = 1, klon
1694      ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1695      IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1696        ! cc
1697        dz(i) = -(amax1(ph(i,k+1),ptop(i))-ph(i,k))/(rho(i,k)*rg)
1698        IF (dz(i)>0) THEN
1699          z(i) = z(i) + dz(i)
1700          sum_thu(i) = sum_thu(i) + thu(i, k)*dz(i)
1701          sum_tu(i) = sum_tu(i) + tu(i, k)*dz(i)
1702          sum_qu(i) = sum_qu(i) + qu(i, k)*dz(i)
1703          sum_thvu(i) = sum_thvu(i) + thu(i, k)*(1.+epsim1*qu(i,k))*dz(i)
1704          sum_dth(i) = sum_dth(i) + dth(i, k)*dz(i)
1705          sum_dq(i) = sum_dq(i) + deltaqw(i, k)*dz(i)
1706          sum_rho(i) = sum_rho(i) + rhow(i, k)*dz(i)
1707          sum_dtdwn(i) = sum_dtdwn(i) + dtdwn(i, k)*dz(i)
1708          sum_dqdwn(i) = sum_dqdwn(i) + dqdwn(i, k)*dz(i)
1709        END IF
1710      END IF
1711    END DO
1712  END DO
1713
1714  DO i = 1, klon
1715    ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1716    IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1717      ! cc
1718      hw0(i) = z(i)
1719    END IF
1720  END DO
1721
1722  ! - WAPE and mean forcing computation
1723  ! -------------------------------------------------------------
1724
1725  ! Means
1726
1727  DO i = 1, klon
1728    ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1729    IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1730      ! cc
1731      av_thu(i) = sum_thu(i)/hw0(i)
1732      av_tu(i) = sum_tu(i)/hw0(i)
1733      av_qu(i) = sum_qu(i)/hw0(i)
1734      av_thvu(i) = sum_thvu(i)/hw0(i)
1735      av_dth(i) = sum_dth(i)/hw0(i)
1736      av_dq(i) = sum_dq(i)/hw0(i)
1737      av_rho(i) = sum_rho(i)/hw0(i)
1738      av_dtdwn(i) = sum_dtdwn(i)/hw0(i)
1739      av_dqdwn(i) = sum_dqdwn(i)/hw0(i)
1740
1741      wape2(i) = -rg*hw0(i)*(av_dth(i)+epsim1*(av_thu(i)*av_dq(i) + &
1742                             av_dth(i)*av_qu(i)+av_dth(i)*av_dq(i)))/av_thvu(i)
1743    END IF
1744  END DO
1745
1746
1747
1748  ! Prognostic variable update
1749  ! ------------------------------------------------------------
1750
1751  ! Filter out bad wakes
1752
1753  DO k = 1, klev
1754    DO i = 1, klon
1755      ! cc nrlmd        IF ( wk_adv(i) .AND. wape2(i) .LT. 0.) THEN
1756      IF (ok_qx_qw(i) .AND. wape2(i)<0.) THEN
1757        ! cc
1758        deltatw(i, k) = 0.
1759        deltaqw(i, k) = 0.
1760        dth(i, k) = 0.
1761        d_deltatw2(i,k) = -deltatw0(i,k)
1762        d_deltaqw2(i,k) = -deltaqw0(i,k)
1763      END IF
1764    END DO
1765  END DO
1766
1767
1768  DO i = 1, klon
1769    ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1770    IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1771      ! cc
1772      IF (wape2(i)<0.) THEN
1773        wape2(i) = 0.
1774        cstar2(i) = 0.
1775        hw(i) = hwmin
1776!jyg<
1777!!      sigmaw(i) = amax1(sigmad, sigd_con(i))
1778      sigmaw_targ = max(sigmad, sigd_con(i))
1779      d_sigmaw2(i) = d_sigmaw2(i) + sigmaw_targ - sigmaw(i)
1780      sigmaw(i) = sigmaw_targ
1781!>jyg
1782        fip(i) = 0.
1783        gwake(i) = .FALSE.
1784      ELSE
1785        IF (prt_level>=10) PRINT *, 'wape2>0'
1786        cstar2(i) = stark*sqrt(2.*wape2(i))
1787        gwake(i) = .TRUE.
1788      END IF
1789    END IF
1790  END DO
1791
1792  DO i = 1, klon
1793    ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1794    IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1795      ! cc
1796      ktopw(i) = ktop(i)
1797    END IF
1798  END DO
1799
1800  DO i = 1, klon
1801    ! cc nrlmd       IF ( wk_adv(i)) THEN
1802    IF (ok_qx_qw(i)) THEN
1803      ! cc
1804      IF (ktopw(i)>0 .AND. gwake(i)) THEN
1805
1806        ! jyg1     Utilisation d'un h_efficace constant ( ~ feeding layer)
1807        ! cc       heff = 600.
1808        ! Utilisation de la hauteur hw
1809        ! c       heff = 0.7*hw
1810        heff(i) = hw(i)
1811
1812        fip(i) = 0.5*rho(i, ktopw(i))*cstar2(i)**3*heff(i)*2* &
1813          sqrt(sigmaw(i)*wdens(i)*3.14)
1814        fip(i) = alpk*fip(i)
1815        ! jyg2
1816      ELSE
1817        fip(i) = 0.
1818      END IF
1819    END IF
1820  END DO
1821
1822  ! Limitation de sigmaw
1823
1824  ! cc nrlmd
1825  ! DO i=1,klon
1826  ! IF (OK_qx_qw(i)) THEN
1827  ! IF (sigmaw(i).GE.sigmaw_max) sigmaw(i)=sigmaw_max
1828  ! ENDIF
1829  ! ENDDO
1830  ! cc
1831  DO k = 1, klev
1832    DO i = 1, klon
1833
1834      ! cc nrlmd      On maintient désormais constant sigmaw en régime
1835      ! permanent
1836      ! cc      IF ((sigmaw(i).GT.sigmaw_max).or.
1837      IF (((wape(i)>=wape2(i)) .AND. (wape2(i)<=1.0)) .OR. (ktopw(i)<=2) .OR. &
1838          .NOT. ok_qx_qw(i)) THEN
1839        ! cc
1840        dtls(i, k) = 0.
1841        dqls(i, k) = 0.
1842        deltatw(i, k) = 0.
1843        deltaqw(i, k) = 0.
1844        d_deltatw2(i,k) = -deltatw0(i,k)
1845        d_deltaqw2(i,k) = -deltaqw0(i,k)
1846      END IF
1847    END DO
1848  END DO
1849
1850  ! cc nrlmd      On maintient désormais constant sigmaw en régime permanent
1851  DO i = 1, klon
1852    IF (((wape(i)>=wape2(i)) .AND. (wape2(i)<=1.0)) .OR. (ktopw(i)<=2) .OR. &
1853        .NOT. ok_qx_qw(i)) THEN
1854      ktopw(i) = 0
1855      wape(i) = 0.
1856      cstar(i) = 0.
1857!!jyg   Outside subroutine "Wake" hw and sigmaw are zero when there are no wakes
1858!!      hw(i) = hwmin                       !jyg
1859!!      sigmaw(i) = sigmad                  !jyg
1860      hw(i) = 0.                            !jyg
1861      sigmaw(i) = 0.                        !jyg
1862      fip(i) = 0.
1863    ELSE
1864      wape(i) = wape2(i)
1865      cstar(i) = cstar2(i)
1866    END IF
1867    ! c        print*,'wape wape2 ktopw OK_qx_qw =',
1868    ! c     $          wape(i),wape2(i),ktopw(i),OK_qx_qw(i)
1869  END DO
1870
1871  IF (prt_level>=10) THEN
1872    PRINT *, 'wake-6, wape wape2 ktopw OK_qx_qw =', &
1873                      wape(igout),wape2(igout),ktopw(igout),OK_qx_qw(igout)
1874  ENDIF
1875
1876
1877  ! -----------------------------------------------------------------
1878  ! Get back to tendencies per second
1879
1880  DO k = 1, klev
1881    DO i = 1, klon
1882
1883      ! cc nrlmd        IF ( wk_adv(i) .AND. k .LE. kupper(i)) THEN
1884      IF (ok_qx_qw(i) .AND. k<=kupper(i)) THEN
1885        ! cc
1886        dtls(i, k) = dtls(i, k)/dtime
1887        dqls(i, k) = dqls(i, k)/dtime
1888        d_deltatw2(i, k) = d_deltatw2(i, k)/dtime
1889        d_deltaqw2(i, k) = d_deltaqw2(i, k)/dtime
1890        d_deltat_gw(i, k) = d_deltat_gw(i, k)/dtime
1891        ! c      print*,'k,dqls,omg,entr,detr',k,dqls(i,k),omg(i,k),entr(i,k)
1892        ! c     $         ,death_rate(i)*sigmaw(i)
1893      END IF
1894    END DO
1895  END DO
1896!jyg<
1897  DO i = 1, klon
1898    d_sigmaw2(i) = d_sigmaw2(i)/dtime
1899    d_wdens2(i) = d_wdens2(i)/dtime
1900  ENDDO
1901!>jyg
1902
1903
1904
1905  RETURN
1906END SUBROUTINE wake
1907
1908SUBROUTINE wake_vec_modulation(nlon, nl, wk_adv, epsilon, qe, d_qe, deltaqw, &
1909    d_deltaqw, sigmaw, d_sigmaw, alpha)
1910  ! ------------------------------------------------------
1911  ! Dtermination du coefficient alpha tel que les tendances
1912  ! corriges alpha*d_G, pour toutes les grandeurs G, correspondent
1913  ! a une humidite positive dans la zone (x) et dans la zone (w).
1914  ! ------------------------------------------------------
1915  IMPLICIT NONE
1916
1917  ! Input
1918  REAL qe(nlon, nl), d_qe(nlon, nl)
1919  REAL deltaqw(nlon, nl), d_deltaqw(nlon, nl)
1920  REAL sigmaw(nlon), d_sigmaw(nlon)
1921  LOGICAL wk_adv(nlon)
1922  INTEGER nl, nlon
1923  ! Output
1924  REAL alpha(nlon)
1925  ! Internal variables
1926  REAL zeta(nlon, nl)
1927  REAL alpha1(nlon)
1928  REAL x, a, b, c, discrim
1929  REAL epsilon
1930  ! DATA epsilon/1.e-15/
1931  INTEGER i,k
1932
1933  DO k = 1, nl
1934    DO i = 1, nlon
1935      IF (wk_adv(i)) THEN
1936        IF ((deltaqw(i,k)+d_deltaqw(i,k))>=0.) THEN
1937          zeta(i, k) = 0.
1938        ELSE
1939          zeta(i, k) = 1.
1940        END IF
1941      END IF
1942    END DO
1943    DO i = 1, nlon
1944      IF (wk_adv(i)) THEN
1945        x = qe(i, k) + (zeta(i,k)-sigmaw(i))*deltaqw(i, k) + d_qe(i, k) + &
1946          (zeta(i,k)-sigmaw(i))*d_deltaqw(i, k) - d_sigmaw(i) * &
1947          (deltaqw(i,k)+d_deltaqw(i,k))
1948        a = -d_sigmaw(i)*d_deltaqw(i, k)
1949        b = d_qe(i, k) + (zeta(i,k)-sigmaw(i))*d_deltaqw(i, k) - &
1950          deltaqw(i, k)*d_sigmaw(i)
1951        c = qe(i, k) + (zeta(i,k)-sigmaw(i))*deltaqw(i, k) + epsilon
1952        discrim = b*b - 4.*a*c
1953        ! print*, 'x, a, b, c, discrim', x, a, b, c, discrim
1954        IF (a+b>=0.) THEN !! Condition suffisante pour la positivité de ovap
1955          alpha1(i) = 1.
1956        ELSE
1957          IF (x>=0.) THEN
1958            alpha1(i) = 1.
1959          ELSE
1960            IF (a>0.) THEN
1961              alpha1(i) = 0.9*min( (2.*c)/(-b+sqrt(discrim)),  &
1962                                   (-b+sqrt(discrim))/(2.*a) )
1963            ELSE IF (a==0.) THEN
1964              alpha1(i) = 0.9*(-c/b)
1965            ELSE
1966              ! print*,'a,b,c discrim',a,b,c discrim
1967              alpha1(i) = 0.9*max( (2.*c)/(-b+sqrt(discrim)),  &
1968                                   (-b+sqrt(discrim))/(2.*a))
1969            END IF
1970          END IF
1971        END IF
1972        alpha(i) = min(alpha(i), alpha1(i))
1973      END IF
1974    END DO
1975  END DO
1976
1977  RETURN
1978END SUBROUTINE wake_vec_modulation
1979
1980
1981
1982
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.