1 | ! |
---|
2 | ! $Header$ |
---|
3 | ! |
---|
4 | SUBROUTINE yamada_c(ngrid,timestep,plev,play & |
---|
5 | & ,pu,pv,pt,d_u,d_v,d_t,cd,q2,km,kn,kq,d_t_diss,ustar & |
---|
6 | & ,iflag_pbl,okiophys) |
---|
7 | use dimphy |
---|
8 | USE print_control_mod, ONLY: prt_level |
---|
9 | IMPLICIT NONE |
---|
10 | #include "YOMCST.h" |
---|
11 | !....................................................................... |
---|
12 | !ym#include "dimensions.h" |
---|
13 | !ym#include "dimphy.h" |
---|
14 | !....................................................................... |
---|
15 | ! |
---|
16 | ! timestep : pas de temps |
---|
17 | ! g : g |
---|
18 | ! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche |
---|
19 | ! de meme indice) |
---|
20 | ! zlay : altitude au centre de chaque couche |
---|
21 | ! u,v : vitesse au centre de chaque couche |
---|
22 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
23 | ! teta : temperature potentielle au centre de chaque couche |
---|
24 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
25 | ! cd : cdrag |
---|
26 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
27 | ! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche |
---|
28 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
29 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
30 | ! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque |
---|
31 | ! couche) |
---|
32 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
33 | ! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche) |
---|
34 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
35 | ! |
---|
36 | ! iflag_pbl doit valoir entre 6 et 9 |
---|
37 | ! l=6, on prend systematiquement une longueur d'equilibre |
---|
38 | ! iflag_pbl=6 : MY 2.0 |
---|
39 | ! iflag_pbl=7 : MY 2.0.Fournier |
---|
40 | ! iflag_pbl=8/9 : MY 2.5 |
---|
41 | ! iflag_pbl=8 with special obsolete treatments for convergence |
---|
42 | ! with Cmpi5 NPv3.1 simulations |
---|
43 | ! iflag_pbl=10/11 : New scheme M2 and N2 explicit and dissiptation exact |
---|
44 | ! iflag_pbl=12 = 11 with vertical diffusion off q2 |
---|
45 | ! |
---|
46 | ! 2013/04/01 (FH hourdin@lmd.jussieu.fr) |
---|
47 | ! Correction for very stable PBLs (iflag_pbl=10 and 11) |
---|
48 | ! iflag_pbl=8 converges numerically with NPv3.1 |
---|
49 | ! iflag_pbl=11 -> the model starts with NP from start files created by ce0l |
---|
50 | ! -> the model can run with longer time-steps. |
---|
51 | !....................................................................... |
---|
52 | |
---|
53 | REAL, DIMENSION(klon,klev) :: d_u,d_v,d_t |
---|
54 | REAL, DIMENSION(klon,klev) :: pu,pv,pt |
---|
55 | REAL, DIMENSION(klon,klev) :: d_t_diss |
---|
56 | INTEGER okiophys |
---|
57 | |
---|
58 | REAL timestep |
---|
59 | real plev(klon,klev+1) |
---|
60 | real play(klon,klev) |
---|
61 | real ustar(klon) |
---|
62 | real kmin,qmin,pblhmin(klon),coriol(klon) |
---|
63 | REAL zlev(klon,klev+1) |
---|
64 | REAL zlay(klon,klev) |
---|
65 | REAL zu(klon,klev) |
---|
66 | REAL zv(klon,klev) |
---|
67 | REAL zt(klon,klev) |
---|
68 | REAL teta(klon,klev) |
---|
69 | REAL cd(klon) |
---|
70 | REAL q2(klon,klev+1),qpre |
---|
71 | REAL unsdz(klon,klev) |
---|
72 | REAL unsdzdec(klon,klev+1) |
---|
73 | |
---|
74 | REAL km(klon,klev+1) |
---|
75 | REAL kmpre(klon,klev+1),tmp2 |
---|
76 | REAL mpre(klon,klev+1) |
---|
77 | REAL kn(klon,klev+1) |
---|
78 | REAL kq(klon,klev+1) |
---|
79 | real ff(klon,klev+1),delta(klon,klev+1) |
---|
80 | real aa(klon,klev+1),aa0,aa1 |
---|
81 | integer iflag_pbl,ngrid |
---|
82 | integer nlay,nlev |
---|
83 | |
---|
84 | logical first |
---|
85 | integer ipas |
---|
86 | save first,ipas |
---|
87 | !FH/IM data first,ipas/.true.,0/ |
---|
88 | data first,ipas/.false.,0/ |
---|
89 | !$OMP THREADPRIVATE( first,ipas) |
---|
90 | |
---|
91 | integer ig,k |
---|
92 | |
---|
93 | |
---|
94 | real ri,zrif,zalpha,zsm,zsn |
---|
95 | real rif(klon,klev+1),sm(klon,klev+1),alpha(klon,klev) |
---|
96 | |
---|
97 | real m2(klon,klev+1),dz(klon,klev+1),zq,n2(klon,klev+1) |
---|
98 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1) :: km2,kn2,sqrtq |
---|
99 | real dtetadz(klon,klev+1) |
---|
100 | real m2cstat,mcstat,kmcstat |
---|
101 | real l(klon,klev+1) |
---|
102 | real leff(klon,klev+1) |
---|
103 | real,allocatable,save :: l0(:) |
---|
104 | !$OMP THREADPRIVATE(l0) |
---|
105 | real sq(klon),sqz(klon),zz(klon,klev+1) |
---|
106 | integer iter |
---|
107 | |
---|
108 | real ric,rifc,b1,kap |
---|
109 | save ric,rifc,b1,kap |
---|
110 | data ric,rifc,b1,kap/0.195,0.191,16.6,0.4/ |
---|
111 | !$OMP THREADPRIVATE(ric,rifc,b1,kap) |
---|
112 | real frif,falpha,fsm |
---|
113 | real fl,zzz,zl0,zq2,zn2 |
---|
114 | |
---|
115 | real rino(klon,klev+1),smyam(klon,klev),styam(klon,klev) |
---|
116 | real lyam(klon,klev),knyam(klon,klev) |
---|
117 | real w2yam(klon,klev),t2yam(klon,klev) |
---|
118 | logical,save :: firstcall=.true. |
---|
119 | |
---|
120 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1) :: fluxu,fluxv,fluxt |
---|
121 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1) :: dddu,dddv,dddt |
---|
122 | REAL, DIMENSION(klon,klev) :: exner,masse |
---|
123 | REAL, DIMENSION(klon,klev+1) :: masseb,q2old,q2neg |
---|
124 | |
---|
125 | !$OMP THREADPRIVATE(firstcall) |
---|
126 | frif(ri)=0.6588*(ri+0.1776-sqrt(ri*ri-0.3221*ri+0.03156)) |
---|
127 | falpha(ri)=1.318*(0.2231-ri)/(0.2341-ri) |
---|
128 | fsm(ri)=1.96*(0.1912-ri)*(0.2341-ri)/((1.-ri)*(0.2231-ri)) |
---|
129 | fl(zzz,zl0,zq2,zn2)= & |
---|
130 | & max(min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) & |
---|
131 | & ,0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.e-10))) ,1.) |
---|
132 | |
---|
133 | |
---|
134 | if (firstcall) then |
---|
135 | allocate(l0(klon)) |
---|
136 | #ifdef IOPHYS |
---|
137 | call iophys_ini |
---|
138 | #endif |
---|
139 | firstcall=.false. |
---|
140 | endif |
---|
141 | |
---|
142 | |
---|
143 | #ifdef IOPHYS |
---|
144 | if (okiophys==1) then |
---|
145 | call iophys_ecrit('q2i',klev,'q2 debut my','m2/s2',q2(:,1:klev)) |
---|
146 | call iophys_ecrit('kmi',klev,'Kz debut my','m/s2',km(:,1:klev)) |
---|
147 | endif |
---|
148 | #endif |
---|
149 | |
---|
150 | nlay=klev |
---|
151 | nlev=klev+1 |
---|
152 | |
---|
153 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
154 | ! Computation of conservative source terms from the turbulent tendencies |
---|
155 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
156 | |
---|
157 | |
---|
158 | zu(:,:)=pu(:,:)+0.5*d_u(:,:) |
---|
159 | zv(:,:)=pv(:,:)+0.5*d_v(:,:) |
---|
160 | zt(:,:)=pt(:,:)+0.5*d_t(:,:) |
---|
161 | do k=1,klev |
---|
162 | exner(:,k)=(play(:,k)/plev(:,1))**RKAPPA |
---|
163 | masse(:,k)=(plev(:,k)-plev(:,k+1))/RG |
---|
164 | enddo |
---|
165 | teta(:,:)=zt(:,:)/exner(:,:) |
---|
166 | |
---|
167 | ! Atmospheric mass at layer interfaces, where the TKE is computed |
---|
168 | masseb(:,:)=0. |
---|
169 | do k=1,klev |
---|
170 | masseb(:,k)=masseb(:,k)+masse(:,k) |
---|
171 | masseb(:,k+1)=masseb(:,k+1)+masse(:,k) |
---|
172 | enddo |
---|
173 | masseb(:,:)=0.5*masseb(:,:) |
---|
174 | |
---|
175 | |
---|
176 | |
---|
177 | zlev(:,1)=0. |
---|
178 | zlay(:,1)=RCPD*teta(:,1)*(1.-exner(:,1)) |
---|
179 | do k=1,klev-1 |
---|
180 | zlay(:,k+1)=zlay(:,k)+0.5*RCPD*(teta(:,k)+teta(:,k+1))*(exner(:,k)-exner(:,k+1))/RG |
---|
181 | zlev(:,k)=0.5*(zlay(:,k)+zlay(:,k+1)) ! PASBO |
---|
182 | enddo |
---|
183 | |
---|
184 | fluxu(:,klev+1)=0. |
---|
185 | fluxv(:,klev+1)=0. |
---|
186 | fluxt(:,klev+1)=0. |
---|
187 | |
---|
188 | do k=klev,1,-1 |
---|
189 | fluxu(:,k)=fluxu(:,k+1)+masse(:,k)*d_u(:,k) |
---|
190 | fluxv(:,k)=fluxv(:,k+1)+masse(:,k)*d_v(:,k) |
---|
191 | fluxt(:,k)=fluxt(:,k+1)+masse(:,k)*d_t(:,k)/exner(:,k) ! Flux de theta |
---|
192 | enddo |
---|
193 | |
---|
194 | dddu(:,1)=2*zu(:,1)*fluxu(:,1) |
---|
195 | dddv(:,1)=2*zv(:,1)*fluxv(:,1) |
---|
196 | dddt(:,1)=(exner(:,1)-1.)*fluxt(:,1) |
---|
197 | |
---|
198 | do k=2,klev |
---|
199 | dddu(:,k)=(zu(:,k)-zu(:,k-1))*fluxu(:,k) |
---|
200 | dddv(:,k)=(zv(:,k)-zv(:,k-1))*fluxv(:,k) |
---|
201 | dddt(:,k)=(exner(:,k)-exner(:,k-1))*fluxt(:,k) |
---|
202 | enddo |
---|
203 | dddu(:,klev+1)=0. |
---|
204 | dddv(:,klev+1)=0. |
---|
205 | dddt(:,klev+1)=0. |
---|
206 | |
---|
207 | #ifdef IOPHYS |
---|
208 | if (okiophys==1) then |
---|
209 | call iophys_ecrit('zlay',klev,'Geop','m',zlay) |
---|
210 | call iophys_ecrit('teta',klev,'teta','K',teta) |
---|
211 | call iophys_ecrit('temp',klev,'temp','K',zt) |
---|
212 | call iophys_ecrit('pt',klev,'temp','K',pt) |
---|
213 | call iophys_ecrit('d_u',klev,'d_u','m/s2',d_u) |
---|
214 | call iophys_ecrit('d_v',klev,'d_v','m/s2',d_v) |
---|
215 | call iophys_ecrit('d_t',klev,'d_t','K/s',d_t) |
---|
216 | call iophys_ecrit('exner',klev,'exner','',exner) |
---|
217 | call iophys_ecrit('masse',klev,'masse','',masse) |
---|
218 | call iophys_ecrit('masseb',klev,'masseb','',masseb) |
---|
219 | call iophys_ecrit('Cm2',klev,'m2 conserv','m/s',(dddu(:,1:klev)+dddv(:,1:klev))/(masseb(:,1:klev)*timestep)) |
---|
220 | call iophys_ecrit('Cn2',klev,'m2 conserv','m/s',(rcpd*dddt(:,1:klev)/masseb(:,1:klev))/timestep) |
---|
221 | call iophys_ecrit('rifc',klev,'rif conservative','',rcpd*dddt(:,1:klev)/min(dddu(:,1:klev)+dddv(:,1:klev),-1.e-20)) |
---|
222 | endif |
---|
223 | #endif |
---|
224 | |
---|
225 | |
---|
226 | |
---|
227 | ipas=ipas+1 |
---|
228 | |
---|
229 | |
---|
230 | !....................................................................... |
---|
231 | ! les increments verticaux |
---|
232 | !....................................................................... |
---|
233 | ! |
---|
234 | !!!!!! allerte !!!!!c |
---|
235 | !!!!!! zlev n'est pas declare a nlev !!!!!c |
---|
236 | !!!!!! ----> |
---|
237 | DO ig=1,ngrid |
---|
238 | zlev(ig,nlev)=zlay(ig,nlay) & |
---|
239 | & +( zlay(ig,nlay) - zlev(ig,nlev-1) ) |
---|
240 | ENDDO |
---|
241 | !!!!!! <---- |
---|
242 | !!!!!! allerte !!!!!c |
---|
243 | ! |
---|
244 | DO k=1,nlay |
---|
245 | DO ig=1,ngrid |
---|
246 | unsdz(ig,k)=1.E+0/(zlev(ig,k+1)-zlev(ig,k)) |
---|
247 | ENDDO |
---|
248 | ENDDO |
---|
249 | DO ig=1,ngrid |
---|
250 | unsdzdec(ig,1)=1.E+0/(zlay(ig,1)-zlev(ig,1)) |
---|
251 | ENDDO |
---|
252 | DO k=2,nlay |
---|
253 | DO ig=1,ngrid |
---|
254 | unsdzdec(ig,k)=1.E+0/(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
255 | ENDDO |
---|
256 | ENDDO |
---|
257 | DO ig=1,ngrid |
---|
258 | unsdzdec(ig,nlay+1)=1.E+0/(zlev(ig,nlay+1)-zlay(ig,nlay)) |
---|
259 | ENDDO |
---|
260 | ! |
---|
261 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
262 | ! Computing M^2, N^2, Richardson numbers, stability functions |
---|
263 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
264 | |
---|
265 | |
---|
266 | do k=2,klev |
---|
267 | do ig=1,ngrid |
---|
268 | dz(ig,k)=zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1) |
---|
269 | m2(ig,k)=((zu(ig,k)-zu(ig,k-1))**2+(zv(ig,k)-zv(ig,k-1))**2)/(dz(ig,k)*dz(ig,k)) |
---|
270 | dtetadz(ig,k)=(teta(ig,k)-teta(ig,k-1))/dz(ig,k) |
---|
271 | n2(ig,k)=RG*2.*dtetadz(ig,k)/(teta(ig,k-1)+teta(ig,k)) |
---|
272 | ! n2(ig,k)=0. |
---|
273 | ri=n2(ig,k)/max(m2(ig,k),1.e-10) |
---|
274 | if (ri.lt.ric) then |
---|
275 | rif(ig,k)=frif(ri) |
---|
276 | else |
---|
277 | rif(ig,k)=rifc |
---|
278 | endif |
---|
279 | if(rif(ig,k).lt.0.16) then |
---|
280 | alpha(ig,k)=falpha(rif(ig,k)) |
---|
281 | sm(ig,k)=fsm(rif(ig,k)) |
---|
282 | else |
---|
283 | alpha(ig,k)=1.12 |
---|
284 | sm(ig,k)=0.085 |
---|
285 | endif |
---|
286 | zz(ig,k)=b1*m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
287 | enddo |
---|
288 | enddo |
---|
289 | |
---|
290 | |
---|
291 | |
---|
292 | !==================================================================== |
---|
293 | ! Computing the mixing length |
---|
294 | !==================================================================== |
---|
295 | |
---|
296 | ! Mise a jour de l0 |
---|
297 | if (iflag_pbl==8.or.iflag_pbl==10) then |
---|
298 | |
---|
299 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
300 | ! Iterative computation of l0 |
---|
301 | ! This version is kept for iflag_pbl only for convergence |
---|
302 | ! with NPv3.1 Cmip5 simulations |
---|
303 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
304 | |
---|
305 | do ig=1,ngrid |
---|
306 | sq(ig)=1.e-10 |
---|
307 | sqz(ig)=1.e-10 |
---|
308 | enddo |
---|
309 | do k=2,klev-1 |
---|
310 | do ig=1,ngrid |
---|
311 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
312 | sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
313 | sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
314 | enddo |
---|
315 | enddo |
---|
316 | do ig=1,ngrid |
---|
317 | l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
---|
318 | enddo |
---|
319 | do k=2,klev |
---|
320 | do ig=1,ngrid |
---|
321 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
322 | enddo |
---|
323 | enddo |
---|
324 | ! print*,'L0 cas 8 ou 10 ',l0 |
---|
325 | |
---|
326 | else |
---|
327 | |
---|
328 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
329 | ! In all other case, the assymptotic mixing length l0 is imposed (100m) |
---|
330 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
331 | |
---|
332 | l0(:)=150. |
---|
333 | do k=2,klev |
---|
334 | do ig=1,ngrid |
---|
335 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
336 | enddo |
---|
337 | enddo |
---|
338 | ! print*,'L0 cas autres ',l0 |
---|
339 | |
---|
340 | endif |
---|
341 | |
---|
342 | |
---|
343 | #ifdef IOPHYS |
---|
344 | if (okiophys==1) then |
---|
345 | call iophys_ecrit('rif',klev,'Flux Richardson','m',rif(:,1:klev)) |
---|
346 | call iophys_ecrit('m2',klev,'m2 ','m/s',m2(:,1:klev)) |
---|
347 | call iophys_ecrit('Km2',klev,'m2 conserv','m/s',km(:,1:klev)*m2(:,1:klev)) |
---|
348 | call iophys_ecrit('Km',klev,'Km','m2/s',km(:,1:klev)) |
---|
349 | endif |
---|
350 | #endif |
---|
351 | |
---|
352 | |
---|
353 | IF (iflag_pbl<20) then |
---|
354 | ! For diagnostics only |
---|
355 | RETURN |
---|
356 | |
---|
357 | ELSE |
---|
358 | |
---|
359 | ! print*,'OK1' |
---|
360 | |
---|
361 | ! Evolution of TKE under source terms K M2 and K N2 |
---|
362 | leff(:,:)=max(l(:,:),1.) |
---|
363 | IF (iflag_pbl==29) THEN |
---|
364 | km2(:,:)=km(:,:)*m2(:,:) |
---|
365 | kn2(:,:)=kn2(:,:)*rif(:,:) |
---|
366 | ELSEIF (iflag_pbl==25) THEN |
---|
367 | DO k=1,klev |
---|
368 | km2(:,k)=-0.5*(dddu(:,k)+dddv(:,k)+dddu(:,k+1)+dddv(:,k+1)) & |
---|
369 | & /(masse(:,k)*timestep) |
---|
370 | kn2(:,k)=rcpd*0.5*(dddt(:,k)+dddt(:,k+1))/(masse(:,k)*timestep) |
---|
371 | leff(:,k)=0.5*(leff(:,k)+leff(:,k+1)) |
---|
372 | ENDDO |
---|
373 | km2(:,klev+1)=0. ; kn2(:,klev+1)=0. |
---|
374 | ELSE |
---|
375 | km2(:,:)=-(dddu(:,:)+dddv(:,:))/(masseb(:,:)*timestep) |
---|
376 | kn2(:,:)=rcpd*dddt(:,:)/(masseb(:,:)*timestep) |
---|
377 | ENDIF |
---|
378 | q2neg(:,:)=q2(:,:)+timestep*(km2(:,:)-kn2(:,:)) |
---|
379 | q2(:,:)=min(max(q2neg(:,:),1.e-10),1.e4) |
---|
380 | |
---|
381 | ! Dissipation of TKE |
---|
382 | q2old(:,:)=q2(:,:) |
---|
383 | q2(:,:)=1./(1./sqrt(q2(:,:))+timestep/(2*leff(:,:)*b1)) |
---|
384 | q2(:,:)=q2(:,:)*q2(:,:) |
---|
385 | IF (iflag_pbl<=24) THEN |
---|
386 | DO k=1,klev |
---|
387 | d_t_diss(:,k)=(masseb(:,k)*(q2neg(:,k)-q2(:,k))+masseb(:,k+1)*(q2neg(:,k+1)-q2(:,k+1)))/(2.*rcpd*masse(:,k)) |
---|
388 | ENDDO |
---|
389 | ELSE IF (iflag_pbl<=27) THEN |
---|
390 | DO k=1,klev |
---|
391 | d_t_diss(:,k)=(q2neg(:,k)-q2(:,k))/rcpd |
---|
392 | ENDDO |
---|
393 | ENDIF |
---|
394 | ! print*,'iflag_pbl ',d_t_diss |
---|
395 | |
---|
396 | |
---|
397 | ! Compuation of stability functions |
---|
398 | IF (iflag_pbl/=29) THEN |
---|
399 | DO k=1,klev |
---|
400 | DO ig=1,ngrid |
---|
401 | IF (ABS(km2(ig,k))<=1.e-20) THEN |
---|
402 | rif(ig,k)=0. |
---|
403 | ELSE |
---|
404 | rif(ig,k)=min(kn2(ig,k)/km2(ig,k),rifc) |
---|
405 | ENDIF |
---|
406 | IF (rif(ig,k).lt.0.16) THEN |
---|
407 | alpha(ig,k)=falpha(rif(ig,k)) |
---|
408 | sm(ig,k)=fsm(rif(ig,k)) |
---|
409 | else |
---|
410 | alpha(ig,k)=1.12 |
---|
411 | sm(ig,k)=0.085 |
---|
412 | endif |
---|
413 | ENDDO |
---|
414 | ENDDO |
---|
415 | ENDIF |
---|
416 | |
---|
417 | ! Computation of turbulent diffusivities |
---|
418 | IF (25<=iflag_pbl.and.iflag_pbl<=28) THEN |
---|
419 | DO k=2,klev |
---|
420 | sqrtq(:,k)=sqrt(0.5*(q2(:,k)+q2(:,k-1))) |
---|
421 | ENDDO |
---|
422 | ELSE |
---|
423 | DO k=2,klev |
---|
424 | sqrtq(:,k)=sqrt(q2(:,k)) |
---|
425 | ENDDO |
---|
426 | ENDIF |
---|
427 | DO k=2,klev |
---|
428 | DO ig=1,ngrid |
---|
429 | km(ig,k)=leff(ig,k)*sqrtq(ig,k)*sm(ig,k) |
---|
430 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
431 | kq(ig,k)=leff(ig,k)*zq*0.2 |
---|
432 | ! print*,q2(ig,k),zq,km(ig,k) |
---|
433 | ENDDO |
---|
434 | ENDDO |
---|
435 | |
---|
436 | |
---|
437 | |
---|
438 | #ifdef IOPHYS |
---|
439 | if (okiophys==1) then |
---|
440 | call iophys_ecrit('mixingl',klev,'Mixing length','m',leff(:,1:klev)) |
---|
441 | call iophys_ecrit('rife',klev,'Flux Richardson','m',rif(:,1:klev)) |
---|
442 | call iophys_ecrit('q2f',klev,'KTE finale','m2/s',q2(:,1:klev)) |
---|
443 | call iophys_ecrit('q2neg',klev,'KTE non bornee','m2/s',q2neg(:,1:klev)) |
---|
444 | call iophys_ecrit('alpha',klev,'alpha','',alpha(:,1:klev)) |
---|
445 | call iophys_ecrit('sm',klev,'sm','',sm(:,1:klev)) |
---|
446 | call iophys_ecrit('q2f',klev,'KTE finale','m2/s',q2(:,1:klev)) |
---|
447 | call iophys_ecrit('kmf',klev,'Kz final','m2/s',km(:,1:klev)) |
---|
448 | call iophys_ecrit('knf',klev,'Kz final','m2/s',kn(:,1:klev)) |
---|
449 | call iophys_ecrit('kqf',klev,'Kz final','m2/s',kq(:,1:klev)) |
---|
450 | endif |
---|
451 | #endif |
---|
452 | |
---|
453 | ENDIF |
---|
454 | |
---|
455 | |
---|
456 | ! print*,'OK2' |
---|
457 | RETURN |
---|
458 | !==================================================================== |
---|
459 | ! Yamada 2.0 |
---|
460 | !==================================================================== |
---|
461 | if (iflag_pbl.eq.6) then |
---|
462 | |
---|
463 | do k=2,klev |
---|
464 | q2(:,k)=l(:,k)**2*zz(:,k) |
---|
465 | enddo |
---|
466 | |
---|
467 | |
---|
468 | else if (iflag_pbl.eq.7) then |
---|
469 | !==================================================================== |
---|
470 | ! Yamada 2.Fournier |
---|
471 | !==================================================================== |
---|
472 | |
---|
473 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
474 | do k=2,klev |
---|
475 | do ig=1,ngrid |
---|
476 | ! print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
477 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
478 | kmpre(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
479 | mpre(ig,k)=sqrt(m2(ig,k)) |
---|
480 | ! print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
481 | enddo |
---|
482 | enddo |
---|
483 | |
---|
484 | do k=2,klev-1 |
---|
485 | do ig=1,ngrid |
---|
486 | m2cstat=max(alpha(ig,k)*n2(ig,k)+delta(ig,k)/b1,1.e-12) |
---|
487 | mcstat=sqrt(m2cstat) |
---|
488 | |
---|
489 | ! print*,'M2 L=',k,mpre(ig,k),mcstat |
---|
490 | ! |
---|
491 | ! -----{puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m |
---|
492 | ! supposee en q3} |
---|
493 | ! |
---|
494 | IF (k.eq.2) THEN |
---|
495 | kmcstat=1.E+0 / mcstat & |
---|
496 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) & |
---|
497 | & *mpre(ig,k+1) & |
---|
498 | & +unsdz(ig,k-1) & |
---|
499 | & *cd(ig) & |
---|
500 | & *( sqrt(zu(ig,3)**2+zv(ig,3)**2) & |
---|
501 | & -mcstat/unsdzdec(ig,k) & |
---|
502 | & -mpre(ig,k+1)/unsdzdec(ig,k+1) )**2) & |
---|
503 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
504 | ELSE |
---|
505 | kmcstat=1.E+0 / mcstat & |
---|
506 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) & |
---|
507 | & *mpre(ig,k+1) & |
---|
508 | & +unsdz(ig,k-1)*kmpre(ig,k-1) & |
---|
509 | & *mpre(ig,k-1) ) & |
---|
510 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
511 | ENDIF |
---|
512 | ! print*,'T2 L=',k,tmp2 |
---|
513 | tmp2=kmcstat & |
---|
514 | & /( sm(ig,k)/q2(ig,k) ) & |
---|
515 | & /l(ig,k) |
---|
516 | q2(ig,k)=max(tmp2,1.e-12)**(2./3.) |
---|
517 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k) |
---|
518 | ! |
---|
519 | enddo |
---|
520 | enddo |
---|
521 | |
---|
522 | else if (iflag_pbl==8.or.iflag_pbl==9) then |
---|
523 | !==================================================================== |
---|
524 | ! Yamada 2.5 a la Didi |
---|
525 | !==================================================================== |
---|
526 | |
---|
527 | |
---|
528 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
529 | do k=2,klev |
---|
530 | do ig=1,ngrid |
---|
531 | ! print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
532 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
533 | if (delta(ig,k).lt.1.e-20) then |
---|
534 | ! print*,'ATTENTION L=',k,' Delta=',delta(ig,k) |
---|
535 | delta(ig,k)=1.e-20 |
---|
536 | endif |
---|
537 | km(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
538 | aa0=(m2(ig,k)-alpha(ig,k)*n2(ig,k)-delta(ig,k)/b1) |
---|
539 | aa1=(m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))-delta(ig,k)/b1) |
---|
540 | ! abder print*,'AA L=',k,aa0,aa1,aa1/max(m2(ig,k),1.e-20) |
---|
541 | aa(ig,k)=aa1*timestep/(delta(ig,k)*l(ig,k)) |
---|
542 | ! print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
543 | qpre=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
544 | ! if (iflag_pbl.eq.8 ) then |
---|
545 | if (aa(ig,k).gt.0.) then |
---|
546 | q2(ig,k)=(qpre+aa(ig,k)*qpre*qpre)**2 |
---|
547 | else |
---|
548 | q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
549 | endif |
---|
550 | ! else ! iflag_pbl=9 |
---|
551 | ! if (aa(ig,k)*qpre.gt.0.9) then |
---|
552 | ! q2(ig,k)=(qpre*10.)**2 |
---|
553 | ! else |
---|
554 | ! q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
555 | ! endif |
---|
556 | ! endif |
---|
557 | q2(ig,k)=min(max(q2(ig,k),1.e-10),1.e4) |
---|
558 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k),qpre*qpre |
---|
559 | enddo |
---|
560 | enddo |
---|
561 | |
---|
562 | else if (iflag_pbl>=10) then |
---|
563 | |
---|
564 | ! print*,'Schema mixte D' |
---|
565 | ! print*,'Longueur ',l(:,:) |
---|
566 | do k=2,klev-1 |
---|
567 | l(:,k)=max(l(:,k),1.) |
---|
568 | km(:,k)=l(:,k)*sqrt(q2(:,k))*sm(:,k) |
---|
569 | q2(:,k)=q2(:,k)+timestep*km(:,k)*m2(:,k)*(1.-rif(:,k)) |
---|
570 | q2(:,k)=min(max(q2(:,k),1.e-10),1.e4) |
---|
571 | q2(:,k)=1./(1./sqrt(q2(:,k))+timestep/(2*l(:,k)*b1)) |
---|
572 | q2(:,k)=q2(:,k)*q2(:,k) |
---|
573 | enddo |
---|
574 | |
---|
575 | |
---|
576 | else |
---|
577 | stop'Cas nom prevu dans yamada4' |
---|
578 | |
---|
579 | endif ! Fin du cas 8 |
---|
580 | |
---|
581 | ! print*,'OK8' |
---|
582 | |
---|
583 | !==================================================================== |
---|
584 | ! Calcul des coefficients de m�ange |
---|
585 | !==================================================================== |
---|
586 | do k=2,klev |
---|
587 | ! print*,'k=',k |
---|
588 | do ig=1,ngrid |
---|
589 | !abde print*,'KML=',l(ig,k),q2(ig,k),sm(ig,k) |
---|
590 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
591 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
592 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
593 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
594 | ! print*,'KML=',km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
595 | enddo |
---|
596 | enddo |
---|
597 | |
---|
598 | ! Transport diffusif vertical de la TKE. |
---|
599 | if (iflag_pbl.ge.12) then |
---|
600 | ! print*,'YAMADA VDIF' |
---|
601 | q2(:,1)=q2(:,2) |
---|
602 | call vdif_q2(timestep,RG,RD,ngrid,plev,zt,kq,q2) |
---|
603 | endif |
---|
604 | |
---|
605 | ! Traitement des cas noctrunes avec l'introduction d'une longueur |
---|
606 | ! minilale. |
---|
607 | |
---|
608 | !==================================================================== |
---|
609 | ! Traitement particulier pour les cas tres stables. |
---|
610 | ! D'apres Holtslag Boville. |
---|
611 | |
---|
612 | if (prt_level>1) THEN |
---|
613 | print*,'YAMADA4 0' |
---|
614 | endif !(prt_level>1) THEN |
---|
615 | do ig=1,ngrid |
---|
616 | coriol(ig)=1.e-4 |
---|
617 | pblhmin(ig)=0.07*ustar(ig)/max(abs(coriol(ig)),2.546e-5) |
---|
618 | enddo |
---|
619 | |
---|
620 | ! print*,'pblhmin ',pblhmin |
---|
621 | !Test a remettre 21 11 02 |
---|
622 | ! test abd 13 05 02 if(0.eq.1) then |
---|
623 | if(1==1) then |
---|
624 | if(iflag_pbl==8.or.iflag_pbl==10) then |
---|
625 | |
---|
626 | do k=2,klev |
---|
627 | do ig=1,ngrid |
---|
628 | if (teta(ig,2).gt.teta(ig,1)) then |
---|
629 | qmin=ustar(ig)*(max(1.-zlev(ig,k)/pblhmin(ig),0.))**2 |
---|
630 | kmin=kap*zlev(ig,k)*qmin |
---|
631 | else |
---|
632 | kmin=-1. ! kmin n'est utilise que pour les SL stables. |
---|
633 | endif |
---|
634 | if (kn(ig,k).lt.kmin.or.km(ig,k).lt.kmin) then |
---|
635 | ! print*,'Seuil min Km K=',k,kmin,km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
636 | ! s ,sqrt(q2(ig,k)),pblhmin(ig),qmin/sm(ig,k) |
---|
637 | kn(ig,k)=kmin |
---|
638 | km(ig,k)=kmin |
---|
639 | kq(ig,k)=kmin |
---|
640 | ! la longueur de melange est suposee etre l= kap z |
---|
641 | ! K=l q Sm d'ou q2=(K/l Sm)**2 |
---|
642 | q2(ig,k)=(qmin/sm(ig,k))**2 |
---|
643 | endif |
---|
644 | enddo |
---|
645 | enddo |
---|
646 | |
---|
647 | else |
---|
648 | |
---|
649 | do k=2,klev |
---|
650 | do ig=1,ngrid |
---|
651 | if (teta(ig,2).gt.teta(ig,1)) then |
---|
652 | qmin=ustar(ig)*(max(1.-zlev(ig,k)/pblhmin(ig),0.))**2 |
---|
653 | kmin=kap*zlev(ig,k)*qmin |
---|
654 | else |
---|
655 | kmin=-1. ! kmin n'est utilise que pour les SL stables. |
---|
656 | endif |
---|
657 | if (kn(ig,k).lt.kmin.or.km(ig,k).lt.kmin) then |
---|
658 | ! print*,'Seuil min Km K=',k,kmin,km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
659 | ! s ,sqrt(q2(ig,k)),pblhmin(ig),qmin/sm(ig,k) |
---|
660 | kn(ig,k)=kmin |
---|
661 | km(ig,k)=kmin |
---|
662 | kq(ig,k)=kmin |
---|
663 | ! la longueur de melange est suposee etre l= kap z |
---|
664 | ! K=l q Sm d'ou q2=(K/l Sm)**2 |
---|
665 | sm(ig,k)=1. |
---|
666 | alpha(ig,k)=1. |
---|
667 | q2(ig,k)=min((qmin/sm(ig,k))**2,10.) |
---|
668 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
669 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
670 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
671 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
672 | endif |
---|
673 | enddo |
---|
674 | enddo |
---|
675 | endif |
---|
676 | |
---|
677 | endif |
---|
678 | |
---|
679 | if (prt_level>1) THEN |
---|
680 | print*,'YAMADA4 1' |
---|
681 | endif !(prt_level>1) THEN |
---|
682 | ! Diagnostique pour stokage |
---|
683 | |
---|
684 | if(1.eq.0)then |
---|
685 | rino=rif |
---|
686 | smyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
687 | styam(1:ngrid,1)=0. |
---|
688 | lyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
689 | knyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
690 | w2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
691 | t2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
692 | |
---|
693 | smyam(1:ngrid,2:klev)=sm(1:ngrid,2:klev) |
---|
694 | styam(1:ngrid,2:klev)=sm(1:ngrid,2:klev)*alpha(1:ngrid,2:klev) |
---|
695 | lyam(1:ngrid,2:klev)=l(1:ngrid,2:klev) |
---|
696 | knyam(1:ngrid,2:klev)=kn(1:ngrid,2:klev) |
---|
697 | |
---|
698 | ! Estimations de w'2 et T'2 d'apres Abdela et McFarlane |
---|
699 | |
---|
700 | w2yam(1:ngrid,2:klev)=q2(1:ngrid,2:klev)*0.24 & |
---|
701 | & +lyam(1:ngrid,2:klev)*5.17*kn(1:ngrid,2:klev) & |
---|
702 | & *n2(1:ngrid,2:klev)/sqrt(q2(1:ngrid,2:klev)) |
---|
703 | |
---|
704 | t2yam(1:ngrid,2:klev)=9.1*kn(1:ngrid,2:klev) & |
---|
705 | & *dtetadz(1:ngrid,2:klev)**2 & |
---|
706 | & /sqrt(q2(1:ngrid,2:klev))*lyam(1:ngrid,2:klev) |
---|
707 | endif |
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