source: LMDZ6/branches/Amaury_dev/libf/dyn3d_common/diagedyn.f90 @ 5319

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Put dimensions.h and paramet.h into modules

  • 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
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  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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Line 
1
2! $Id: diagedyn.f90 5159 2024-08-02 19:58:25Z fairhead $
3
4!======================================================================
5SUBROUTINE diagedyn(tit,iprt,idiag,idiag2,dtime &
6        , ucov    , vcov , ps, p ,pk , teta , q, ql)
7  !======================================================================
8
9  ! Purpose:
10  !    Calcul la difference d'enthalpie et de masse d'eau entre 2 appels,
11  !    et calcul le flux de chaleur et le flux d'eau necessaire a ces
12  !    changements. Ces valeurs sont moyennees sur la surface de tout
13  !    le globe et sont exprime en W/2 et kg/s/m2
14  !    Outil pour diagnostiquer la conservation de l'energie
15  !    et de la masse dans la dynamique.
16
17
18  !======================================================================
19  ! Arguments:
20  ! tit-----imput-A15- Comment added in PRINT (CHARACTER*15)
21  ! iprt----input-I-  PRINT level ( <=1 : no PRINT)
22  ! idiag---input-I- indice dans lequel sera range les nouveaux
23  !              bilans d' entalpie et de masse
24  ! idiag2--input-I-les nouveaux bilans d'entalpie et de masse
25  !             sont compare au bilan de d'enthalpie de masse de
26  !             l'indice numero idiag2
27  !             Cas parriculier : si idiag2=0, pas de comparaison, on
28  !             sort directement les bilans d'enthalpie et de masse
29  ! dtime----input-R- time step (s)
30  ! uconv, vconv-input-R- vents covariants (m/s)
31  ! ps-------input-R- Surface pressure (Pa)
32  ! p--------input-R- pressure at the interfaces
33  ! pk-------input-R- pk= (p/Pref)**kappa
34  ! teta-----input-R- potential temperature (K)
35  ! q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)
36  ! ql-------input-R- liquid watter (kg/kg)
37  ! aire-----input-R- mesh surafce (m2)
38
39  ! the following total value are computed by UNIT of earth surface
40
41  ! d_h_vcol--output-R- Heat flux (W/m2) define as the Enthalpy
42  !        change (J/m2) during one time step (dtime) for the whole
43  !        atmosphere (air, watter vapour, liquid and solid)
44  ! d_qt------output-R- total water mass flux (kg/m2/s) defined as the
45  !       total watter (kg/m2) change during one time step (dtime),
46  ! d_qw------output-R- same, for the watter vapour only (kg/m2/s)
47  ! d_ql------output-R- same, for the liquid watter only (kg/m2/s)
48  ! d_ec------output-R- Cinetic Energy Budget (W/m2) for vertical air column
49
50
51  ! J.L. Dufresne, July 2002
52  !======================================================================
53
54  USE control_mod, ONLY: planet_type
55  USE lmdz_iniprint, ONLY: lunout, prt_level
56  USE lmdz_comgeom
57
58USE lmdz_dimensions, ONLY: iim, jjm, llm, ndm
59  USE lmdz_paramet
60  IMPLICIT NONE
61  !
62
63
64
65  ! Ehouarn: for now set these parameters to what is in Earth physics...
66       ! (cf ../phylmd/suphel.h)
67       ! this should be generalized...
68  REAL,PARAMETER :: RCPD= &
69        3.5*(1000.*(6.0221367E+23*1.380658E-23)/28.9644)
70  REAL,PARAMETER :: RCPV= &
71        4.*(1000.*(6.0221367E+23*1.380658E-23)/18.0153)
72  REAL,PARAMETER :: RCS=RCPV
73  REAL,PARAMETER :: RCW=RCPV
74  REAL,PARAMETER :: RLSTT=2.8345E+6
75  REAL,PARAMETER :: RLVTT=2.5008E+6
76
77
78  INTEGER :: imjmp1
79  PARAMETER( imjmp1=iim*jjp1)
80  ! Input variables
81  CHARACTER(len=15) :: tit
82  INTEGER :: iprt,idiag, idiag2
83  REAL :: dtime
84  REAL :: vcov(ip1jm,llm),ucov(ip1jmp1,llm) ! vents covariants
85  REAL :: ps(ip1jmp1)                       ! pression  au sol
86  REAL :: p (ip1jmp1,llmp1  )  ! pression aux interfac.des couches
87  REAL :: pk (ip1jmp1,llm  )  ! = (p/Pref)**kappa
88  REAL :: teta(ip1jmp1,llm)                 ! temperature potentielle
89  REAL :: q(ip1jmp1,llm)               ! champs eau vapeur
90  REAL :: ql(ip1jmp1,llm)               ! champs eau liquide
91
92
93  ! Output variables
94  REAL :: d_h_vcol, d_qt, d_qw, d_ql, d_qs, d_ec
95
96  ! Local variables
97
98  REAL :: h_vcol_tot, h_dair_tot, h_qw_tot, h_ql_tot &
99        , h_qs_tot, qw_tot, ql_tot, qs_tot , ec_tot
100  ! h_vcol_tot--  total enthalpy of vertical air column
101         ! (air with watter vapour, liquid and solid) (J/m2)
102  ! h_dair_tot-- total enthalpy of dry air (J/m2)
103  ! h_qw_tot----  total enthalpy of watter vapour (J/m2)
104  ! h_ql_tot----  total enthalpy of liquid watter (J/m2)
105  ! h_qs_tot----  total enthalpy of solid watter  (J/m2)
106  ! qw_tot------  total mass of watter vapour (kg/m2)
107  ! ql_tot------  total mass of liquid watter (kg/m2)
108  ! qs_tot------  total mass of solid watter (kg/m2)
109  ! ec_tot------  total cinetic energy (kg/m2)
110
111  REAL :: masse(ip1jmp1,llm)                ! masse d'air
112  REAL :: vcont(ip1jm,llm),ucont(ip1jmp1,llm)
113  REAL :: ecin(ip1jmp1,llm)
114
115  REAL :: zaire(imjmp1)
116  REAL :: zps(imjmp1)
117  REAL :: zairm(imjmp1,llm)
118  REAL :: zecin(imjmp1,llm)
119  REAL :: zpaprs(imjmp1,llm)
120  REAL :: zpk(imjmp1,llm)
121  REAL :: zt(imjmp1,llm)
122  REAL :: zh(imjmp1,llm)
123  REAL :: zqw(imjmp1,llm)
124  REAL :: zql(imjmp1,llm)
125  REAL :: zqs(imjmp1,llm)
126
127  REAL :: zqw_col(imjmp1)
128  REAL :: zql_col(imjmp1)
129  REAL :: zqs_col(imjmp1)
130  REAL :: zec_col(imjmp1)
131  REAL :: zh_dair_col(imjmp1)
132  REAL :: zh_qw_col(imjmp1), zh_ql_col(imjmp1), zh_qs_col(imjmp1)
133
134  REAL :: d_h_dair, d_h_qw, d_h_ql, d_h_qs
135
136  REAL :: airetot, zcpvap, zcwat, zcice
137
138  INTEGER :: i, k, jj, ij , l ,ip1jjm1
139
140  INTEGER :: ndiag     ! max number of diagnostic in parallel
141  PARAMETER (ndiag=10)
142  INTEGER :: pas(ndiag)
143  save pas
144  data pas/ndiag*0/
145
146  REAL :: h_vcol_pre(ndiag), h_dair_pre(ndiag), h_qw_pre(ndiag) &
147        , h_ql_pre(ndiag), h_qs_pre(ndiag), qw_pre(ndiag) &
148        , ql_pre(ndiag), qs_pre(ndiag) , ec_pre(ndiag)
149  SAVE      h_vcol_pre, h_dair_pre, h_qw_pre, h_ql_pre &
150        , h_qs_pre, qw_pre, ql_pre, qs_pre , ec_pre
151
152
153  IF (planet_type=="earth") THEN
154
155  !======================================================================
156  ! Compute Kinetic enrgy
157  CALL covcont  ( llm    , ucov    , vcov , ucont, vcont        )
158  CALL enercin ( vcov   , ucov  , vcont     , ucont  , ecin  )
159  CALL massdair( p, masse )
160  !======================================================================
161
162
163  PRINT*,'MAIS POURQUOI DONC DIAGEDYN NE MARCHE PAS ?'
164  RETURN
165  ! On ne garde les donnees que dans les colonnes i=1,iim
166  DO jj = 1,jjp1
167    ip1jjm1=iip1*(jj-1)
168    DO ij =  1,iim
169      i=iim*(jj-1)+ij
170      zaire(i)=aire(ij+ip1jjm1)
171      zps(i)=ps(ij+ip1jjm1)
172    ENDDO
173  ENDDO
174  ! 3D arrays
175  DO l  =  1, llm
176    DO jj = 1,jjp1
177      ip1jjm1=iip1*(jj-1)
178      DO ij =  1,iim
179        i=iim*(jj-1)+ij
180        zairm(i,l) = masse(ij+ip1jjm1,l)
181        zecin(i,l) = ecin(ij+ip1jjm1,l)
182        zpaprs(i,l) = p(ij+ip1jjm1,l)
183        zpk(i,l) = pk(ij+ip1jjm1,l)
184        zh(i,l) = teta(ij+ip1jjm1,l)
185        zqw(i,l) = q(ij+ip1jjm1,l)
186        zql(i,l) = ql(ij+ip1jjm1,l)
187        zqs(i,l) = 0.
188      ENDDO
189    ENDDO
190  ENDDO
191
192  ! Reset variables
193  DO i = 1, imjmp1
194    zqw_col(i)=0.
195    zql_col(i)=0.
196    zqs_col(i)=0.
197    zec_col(i) = 0.
198    zh_dair_col(i) = 0.
199    zh_qw_col(i) = 0.
200    zh_ql_col(i) = 0.
201    zh_qs_col(i) = 0.
202  ENDDO
203
204  zcpvap=RCPV
205  zcwat=RCW
206  zcice=RCS
207
208  ! Compute vertical sum for each atmospheric column
209  ! ================================================
210  DO k = 1, llm
211    DO i = 1, imjmp1
212      ! Watter mass
213      zqw_col(i) = zqw_col(i) + zqw(i,k)*zairm(i,k)
214      zql_col(i) = zql_col(i) + zql(i,k)*zairm(i,k)
215      zqs_col(i) = zqs_col(i) + zqs(i,k)*zairm(i,k)
216      ! Cinetic Energy
217      zec_col(i) =  zec_col(i) &
218            +zecin(i,k)*zairm(i,k)
219      ! Air enthalpy
220      zt(i,k)= zh(i,k) * zpk(i,k) / RCPD
221      zh_dair_col(i) = zh_dair_col(i) &
222            + RCPD*(1.-zqw(i,k)-zql(i,k)-zqs(i,k))*zairm(i,k)*zt(i,k)
223      zh_qw_col(i) = zh_qw_col(i) &
224            + zcpvap*zqw(i,k)*zairm(i,k)*zt(i,k)
225      zh_ql_col(i) = zh_ql_col(i) &
226            + zcwat*zql(i,k)*zairm(i,k)*zt(i,k) &
227            - RLVTT*zql(i,k)*zairm(i,k)
228      zh_qs_col(i) = zh_qs_col(i) &
229            + zcice*zqs(i,k)*zairm(i,k)*zt(i,k) &
230            - RLSTT*zqs(i,k)*zairm(i,k)
231
232    END DO
233  ENDDO
234
235  ! Mean over the planete surface
236  ! =============================
237  qw_tot = 0.
238  ql_tot = 0.
239  qs_tot = 0.
240  ec_tot = 0.
241  h_vcol_tot = 0.
242  h_dair_tot = 0.
243  h_qw_tot = 0.
244  h_ql_tot = 0.
245  h_qs_tot = 0.
246  airetot=0.
247
248  DO i=1,imjmp1
249    qw_tot = qw_tot + zqw_col(i)
250    ql_tot = ql_tot + zql_col(i)
251    qs_tot = qs_tot + zqs_col(i)
252    ec_tot = ec_tot + zec_col(i)
253    h_dair_tot = h_dair_tot + zh_dair_col(i)
254    h_qw_tot = h_qw_tot + zh_qw_col(i)
255    h_ql_tot = h_ql_tot + zh_ql_col(i)
256    h_qs_tot = h_qs_tot + zh_qs_col(i)
257    airetot=airetot+zaire(i)
258  END DO
259
260  qw_tot = qw_tot/airetot
261  ql_tot = ql_tot/airetot
262  qs_tot = qs_tot/airetot
263  ec_tot = ec_tot/airetot
264  h_dair_tot = h_dair_tot/airetot
265  h_qw_tot = h_qw_tot/airetot
266  h_ql_tot = h_ql_tot/airetot
267  h_qs_tot = h_qs_tot/airetot
268
269  h_vcol_tot = h_dair_tot+h_qw_tot+h_ql_tot+h_qs_tot
270
271  ! Compute the change of the atmospheric state compare to the one
272  ! stored in "idiag2", and convert it in flux. THis computation
273  ! is performed IF idiag2 /= 0 and IF it is not the first CALL
274  ! for "idiag"
275  ! ===================================
276
277  IF ( (idiag2>0) .AND. (pas(idiag2) /= 0) ) THEN
278    d_h_vcol  = (h_vcol_tot - h_vcol_pre(idiag2) )/dtime
279    d_h_dair = (h_dair_tot- h_dair_pre(idiag2))/dtime
280    d_h_qw   = (h_qw_tot  - h_qw_pre(idiag2)  )/dtime
281    d_h_ql   = (h_ql_tot  - h_ql_pre(idiag2)  )/dtime
282    d_h_qs   = (h_qs_tot  - h_qs_pre(idiag2)  )/dtime
283    d_qw     = (qw_tot    - qw_pre(idiag2)    )/dtime
284    d_ql     = (ql_tot    - ql_pre(idiag2)    )/dtime
285    d_qs     = (qs_tot    - qs_pre(idiag2)    )/dtime
286    d_ec     = (ec_tot    - ec_pre(idiag2)    )/dtime
287    d_qt = d_qw + d_ql + d_qs
288  ELSE
289    d_h_vcol = 0.
290    d_h_dair = 0.
291    d_h_qw   = 0.
292    d_h_ql   = 0.
293    d_h_qs   = 0.
294    d_qw     = 0.
295    d_ql     = 0.
296    d_qs     = 0.
297    d_ec     = 0.
298    d_qt     = 0.
299  ENDIF
300
301  IF (iprt>=2) THEN
302    WRITE(6,9000) tit,pas(idiag),d_qt,d_qw,d_ql,d_qs
303 9000   format('Dyn3d. Watter Mass Budget (kg/m2/s)',A15 &
304              ,1i6,10(1pE14.6))
305    WRITE(6,9001) tit,pas(idiag), d_h_vcol
306 9001   format('Dyn3d. Enthalpy Budget (W/m2) ',A15,1i6,10(F8.2))
307    WRITE(6,9002) tit,pas(idiag), d_ec
308 9002   format('Dyn3d. Cinetic Energy Budget (W/m2) ',A15,1i6,10(F8.2))
309     ! WRITE(6,9003) tit,pas(idiag), ec_tot
310 9003   format('Dyn3d. Cinetic Energy (W/m2) ',A15,1i6,10(E15.6))
311    WRITE(6,9004) tit,pas(idiag), d_h_vcol+d_ec
312 9004   format('Dyn3d. Total Energy Budget (W/m2) ',A15,1i6,10(F8.2))
313  END IF
314
315  ! Store the new atmospheric state in "idiag"
316
317  pas(idiag)=pas(idiag)+1
318  h_vcol_pre(idiag)  = h_vcol_tot
319  h_dair_pre(idiag) = h_dair_tot
320  h_qw_pre(idiag)   = h_qw_tot
321  h_ql_pre(idiag)   = h_ql_tot
322  h_qs_pre(idiag)   = h_qs_tot
323  qw_pre(idiag)     = qw_tot
324  ql_pre(idiag)     = ql_tot
325  qs_pre(idiag)     = qs_tot
326  ec_pre (idiag)    = ec_tot
327
328  ELSE
329    WRITE(lunout,*)'diagedyn: set to function with Earth parameters'
330  ENDIF ! of if (planet_type=="earth")
331  RETURN
332END SUBROUTINE diagedyn
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.