source: LMDZ6/branches/Amaury_dev/libf/phylmd/inlandsis/inlandsis.f90 @ 5105

Last change on this file since 5105 was 5105, checked in by abarral, 8 weeks ago

Replace 1DUTILS.h by module lmdz_1dutils.f90
Replace 1DConv.h by module lmdz_old_1dconv.f90 (it's only used by old_* files)
Convert *.F to *.f90
Fix gradsdef.h formatting
Remove unnecessary "RETURN" at the end of functions/subroutines

File size: 59.5 KB
Line 
1SUBROUTINE INLANDSIS(SnoMod,BloMod,jjtime,debut)
2
3  USE dimphy
4
5  !--------------------------------------------------------------------------+
6  ! INLANDSIS module                                                     |
7  ! Simplified SISVAT module, containing ice and snow processes for      |
8  ! ice-covered surfaces                                                 |
9  ! version MARv3, november 2020                                         |
10  ! SubRoutine INLANDSIS contains the fortran 77 code of the             |
11  !            Soil/Ice Snow Vegetation Atmosphere Transfer Scheme       |
12  !                                                                      |
13  !--------------------------------------------------------------------------+
14  ! PARAMETERS:  klonv: Total Number of columns =                        |
15  ! ^^^^^^^^^^        = Total Number of continental     grid boxes       |
16  !                   X       Number of Mosaic Cell per grid box         |
17  !                                                                      |
18  ! INPUT:   daHost   : Date Host Model                                  |
19  ! ^^^^^                                                                |
20  !                                                                      |
21  ! INPUT:   LSmask   : 1:          Land       MASK                      |
22  ! ^^^^^               0:          Sea        MASK                      |
23  !          isotSV   = 0,...,12:   Soil       Type                      |
24  !                     0:          Water,          Liquid (Sea, Lake)   |
25  !                    12:          Water, Solid           (Ice)         |
26  !                                                                      |
27  ! INPUT:   coszSV   : Cosine of the Sun Zenithal Distance          [-] |
28  ! ^^^^^    sol_SV   : Surface Downward  Solar      Radiation    [W/m2] |
29  !          IRd_SV   : Surface Downward  Longwave   Radiation    [W/m2] |
30  !          drr_SV   : Rain  Intensity                        [kg/m2/s] |
31  !          dsn_SV   : Snow  Intensity                      [mm w.e./s] |
32  !          dsnbSV   : Snow  Intensity,  Drift Fraction             [-] |
33  !          dbs_SV   : Drift Amount                           [mm w.e.] |
34  !          za__SV   : Surface Boundary Layer (SBL) Height          [m] |
35  !          VV__SV   :(SBL Top)   Wind Velocity                   [m/s] |
36  !          TaT_SV   : SBL Top    Temperature                       [K] |
37  !          rhT_SV   : SBL Top    Air  Density                  [kg/m3] |
38  !          QaT_SV   : SBL Top    Specific  Humidity            [kg/kg] |
39  !          qsnoSV   : SBL Mean   Snow      Content             [kg/kg] |
40  !          alb0SV   : Soil Basic Albedo                            [-] |
41  !          slopSV   : Surface    Slope                             [-] |
42  !          dt__SV   : Time  Step                                   [s] |
43  !                                                                      |
44  ! INPUT /  isnoSV   = total Nb of Ice/Snow Layers                      |
45  ! OUTPUT:  ispiSV   = 0,...,nsno: Uppermost Superimposed Ice Layer     |
46  ! ^^^^^^   iiceSV   = total Nb of Ice      Layers                      |
47  !          istoSV   = 0,...,5 :   Snow     History (see istdSV data)   |
48  !                                                                      |
49  ! INPUT /  alb_SV   : Surface        Albedo                        [-] |
50  ! OUTPUT:  emi_SV   : Surface        Emissivity                    [-] |
51  ! ^^^^^^   IRs_SV   : Soil           IR Flux  (negative)        [W/m2] |
52  !          LMO_SV   : Monin-Obukhov               Scale            [m] |
53  !          us__SV   : Friction          Velocity                 [m/s] |
54  !          uts_SV   : Temperature       Turbulent Scale          [m/s] |
55  !          uqs_SV   : Specific Humidity Velocity                 [m/s] |
56  !          uss_SV   : Blowing Snow      Turbulent Scale          [m/s] |
57  !          usthSV   : Blowing Snow      Erosion   Threshold      [m/s] |
58  !          Z0m_SV   : Momentum     Roughness Length                [m] |
59  !          Z0mmSV   : Momentum     Roughness Length (time mean)    [m] |
60  !          Z0mnSV   : Momentum     Roughness Length (instantaneous)[m] |
61  !          Z0SaSV   : Sastrugi     Roughness Length                [m] |
62  !          Z0e_SV   : Erosion Snow Roughness Length                [m] |
63  !          Z0emSV   : Erosion Snow Roughness Length (time mean)    [m] |
64  !          Z0enSV   : Erosion Snow Roughness Length (instantaneous)[m] |
65  !          Z0roSV   : Subgrid Topo Roughness Length                [m] |
66  !          Z0h_SV   : Heat         Roughness Length                [m] |
67  !          TsisSV   : Soil/Ice Temperatures (layers -nsol,-nsol+1,..,0)|
68  !                   & Snow     Temperatures (layers  1,2,...,nsno) [K] |
69  !          ro__SV   : Soil/Snow Volumic Mass                   [kg/m3] |
70  !          eta_SV   : Soil/Snow Water   Content                [m3/m3] |
71  !          G1snSV   : snow dendricity/sphericity                       |
72  !          G2snSV   : snow sphericity/grain size                       |
73  !          dzsnSV   : Snow Layer        Thickness                  [m] |
74  !          agsnSV   : Snow       Age                             [day] |
75  !          BufsSV   : Snow Buffer Layer              [kg/m2] .OR. [mm] |
76  !          BrosSV   : Snow Buffer Layer Density      [kg/m3]           |
77  !          BG1sSV   : Snow Buffer Layer Dendricity / Sphericity    [-] |
78  !          BG2sSV   : Snow Buffer Layer Sphericity / Size [-] [0.1 mm] |
79  !          rusnSV   : Surficial   Water              [kg/m2] .OR. [mm] |
80  !                                                                      |
81  ! OUTPUT:  no__SV   : OUTPUT file Unit Number                      [-] |
82  ! ^^^^^^   i___SV   : OUTPUT point   i Coordinate                  [-] |
83  !          j___SV   : OUTPUT point   j Coordinate                  [-] |
84  !          n___SV   : OUTPUT point   n Coordinate                  [-] |
85  !          lwriSV   : OUTPUT point vec Index                       [-] |
86  !                                                                      |
87  ! OUTPUT:  IRu_SV   : Upward     IR Flux (+, upw., effective)      [K] |
88  ! ^^^^^^   hSalSV   : Saltating Layer Height                       [m] |
89  !          qSalSV   : Saltating Snow  Concentration            [kg/kg] |
90  !          RnofSV   : RunOFF Intensity                       [kg/m2/s] |
91  !                                                                      |
92  ! Internal Variables:                                                  |
93  ! ^^^^^^^^^^^^^^^^^^                                                   |
94  !          NLaysv   = New            Snow Layer Switch             [-] |
95  !          albisv   : Snow/Ice/Water/Soil Integrated Albedo        [-] |
96  !          SoSosv   : Absorbed Solar Radiation by Surfac.(Normaliz)[-] |
97  !          TBr_sv   : Brightness Temperature                       [K] |
98  !          IRupsv   : Upward     IR Flux (-, upw.)              [W/m2] |
99  !          ram_sv   : Aerodynamic Resistance for Momentum        [s/m] |
100  !          rah_sv   : Aerodynamic Resistance for Heat            [s/m] |
101  !          Evp_sv   : Evaporation                              [kg/m2] |
102  !          EvT_sv   : Evapotranspiration                       [kg/m2] |
103  !          HSs_sv   : Surface    Sensible Heat Flux + => absorb.[W/m2] |
104  !          HLs_sv   : Surface    Latent   Heat Flux + => absorb.[W/m2] |
105  !          Lx_H2O   : Latent Heat of Vaporization/Sublimation   [J/kg] |
106  !          Tsrfsv   : Surface    Temperature                       [K] |
107  !          sEX_sv   : Verticaly Integrated Extinction Coefficient  [-] |
108  !          LSdzsv   : Vertical   Discretization Factor             [-] |
109  !                   =    1. Soil                                       |
110  !                   = 1000. Ocean                                      |
111  !          z_snsv   : Snow Pack  Thickness                         [m] |
112  !          zzsnsv   : Snow Pack  Thickness                         [m] |
113  !          albssv   : Soil       Albedo                            [-] |
114  !          Eso_sv   : Soil+Snow       Emissivity                   [-] |
115  !          Khydsv   : Soil   Hydraulic    Conductivity           [m/s] |
116  !                                                                      |
117  !          ETSo_0   : Snow/Soil Energy Power, before Forcing    [W/m2] |
118  !          ETSo_1   : Snow/Soil Energy Power, after  Forcing    [W/m2] |
119  !          ETSo_d   : Snow/Soil Energy Power         Forcing    [W/m2] |
120  !          EqSn_0   : Snow      Energy, before Phase Change     [J/m2] |
121  !          EqSn_1   : Snow      Energy, after  Phase Change     [J/m2] |
122  !          EqSn_d   : Snow      Energy,       net    Forcing    [J/m2] |
123  !          Enrsvd   : SVAT      Energy Power         Forcing    [W/m2] |
124  !          Enrbal   : SVAT      Energy Balance                  [W/m2] |
125  !          Wats_0   : Soil Water,  before Forcing                 [mm] |
126  !          Wats_1   : Soil Water,  after  Forcing                 [mm] |
127  !          Wats_d   : Soil Water          Forcing                 [mm] |
128  !          SIWm_0   : Snow        initial Mass               [mm w.e.] |
129  !          SIWm_1   : Snow        final   Mass               [mm w.e.] |
130  !          SIWa_i   : Snow Atmos. initial Forcing            [mm w.e.] |
131  !          SIWa_f   : Snow Atmos. final   Forcing(noConsumed)[mm w.e.] |
132  !          SIWe_i   : SnowErosion initial Forcing            [mm w.e.] |
133  !          SIWe_f   : SnowErosion final   Forcing(noConsumed)[mm w.e.] |
134  !          SIsubl   : Snow sublimed/deposed  Mass            [mm w.e.] |
135  !          SImelt   : Snow Melted            Mass            [mm w.e.] |
136  !          SIrnof   : Surficial Water + Run OFF Change       [mm w.e.] |
137  !          SIvAcr   : Sea-Ice    vertical Acretion           [mm w.e.] |
138  !          Watsvd   : SVAT Water          Forcing                 [mm] |
139  !          Watbal   : SVAT Water  Balance                       [W/m2] |
140  !                                                                      |
141  !          vk2      : Square of Von Karman Constant                [-] |
142  !          sqrCm0   : Factor of   Neutral Drag Coeffic.Momentum  [s/m] |
143  !          sqrCh0   : Factor of   Neutral Drag Coeffic.Heat      [s/m] |
144  !          EmiSol   : Soil          Emissivity                     [-] |
145  !          EmiSno   : Snow          Emissivity                     [-] |
146  !          EmiWat   : Water         Emissivity                     [-] |
147  !          Z0mLnd   :          Land Roughness Length               [m] |
148  !          sqrrZ0   : u*t/u*                                           |
149  !          f_eff    : Marticorena & B. 1995 JGR (20)                   |
150  !          A_Fact   : Fundamental * Roughness                          |
151  !          Z0mBSn   :         BSnow Roughness Length               [m] |
152  !          Z0mBS0   : Mimimum BSnow Roughness Length (blown* )     [m] |
153  !          Z0m_Sn   :          Snow Roughness Length (surface)     [m] |
154  !          Z0m_S0   : Mimimum  Snow Roughness Length               [m] |
155  !          Z0m_S1   : Maximum  Snow Roughness Length               [m] |
156  !          Z0_GIM   : Minimum GIMEX Roughness Length               [m] |
157  !          Z0_ICE   : Sea Ice ISW   Roughness Length               [m] |
158  !                                                                      |
159  !                                                                      |
160  !--------------------------------------------------------------------------+
161
162
163
164  ! Global Variables
165  ! ================
166
167
168  USE VARphy
169  USE VAR_SV
170  USE VARdSV
171  USE VAR0SV
172  USE VARxSV
173  USE VARySV
174  USE VARtSV
175  USE surface_data, ONLY: is_ok_z0h_rn, &
176        is_ok_density_kotlyakov, &
177        prescribed_z0m_snow, &
178        iflag_z0m_snow, &
179        iflag_tsurf_inlandsis, &
180        iflag_temp_inlandsis, &
181        discret_xf, buf_sph_pol,buf_siz_pol
182
183  IMPLICIT NONE
184
185  logical :: SnoMod
186  logical :: BloMod
187  logical :: debut
188  integer :: jjtime
189
190
191  ! Internal Variables
192  ! ==================
193
194  ! Non Local
195  ! ---------
196
197  real :: TBr_sv(klonv)                 ! Brightness Temperature
198  real :: IRdwsv(klonv)                 ! DOWNward   IR Flux
199  real :: IRupsv(klonv)                 ! UPward     IR Flux
200  real :: d_Bufs,Bufs_N                 ! Buffer Snow Layer Increment
201  real :: Buf_ro,Bros_N                 ! Buffer Snow Layer Density
202  real :: BufPro                        ! Buffer Snow Layer Density
203  real :: Buf_G1,BG1__N                 ! Buffer Snow Layer Dendr/Sphe[-]
204  real :: Buf_G2,BG2__N                 ! Buffer Snow Layer Spher/Size[-]
205  real :: Bdzssv(klonv)                 ! Buffer Snow Layer Thickness
206  real :: z_snsv(klonv)                 ! Snow-Ice, current Thickness
207
208
209
210  ! Local
211  ! -----
212
213  integer :: iwr
214  integer :: ikl   ,isn   ,isl   ,ist      !
215  integer :: ist__s,ist__w                 ! Soil/Water Body Identifier
216  integer :: growth                        ! Seasonal               Mask
217  integer :: LISmsk                        ! Land+Ice / Open    Sea Mask
218  integer :: LSnMsk                        ! Snow-Ice / No Snow-Ice Mask
219  integer :: IceMsk,IcIndx(klonv)          !      Ice / No      Ice Mask
220  integer :: SnoMsk                        ! Snow     / No Snow     Mask
221  real :: roSMin,roSMax,roSn_1,roSn_2,roSn_3   ! Fallen Snow Density (PAHAUT)
222  real :: Dendr1,Dendr2,Dendr3          ! Fallen Snow Dendric.(GIRAUD)
223  real :: Spher1,Spher2,Spher3,Spher4   ! Fallen Snow Spheric.(GIRAUD)
224  real :: Polair                        ! Polar  Snow Switch
225  real :: PorSno,Salt_f,PorRef   !
226  ! #sw real      PorVol,rWater                 !
227  ! #sw real      rusNEW,rdzNEW,etaNEW          !
228  real :: ro_new                        !
229  real :: TaPole                        ! Maximum     Polar Temperature
230  real :: T__Min                        ! Minimum realistic Temperature
231  real :: EmiSol                        ! Emissivity of       Soil
232  real :: EmiSno                        ! Emissivity of            Snow
233  real :: EmiWat                        ! Emissivity of a Water Area
234  real :: vk2                           ! Square of Von Karman Constant
235  real :: u2star                        !(u*)**2
236  real :: Z0mLnd                        !          Land Roughness Length
237  ! #ZN real      sqrrZ0                        ! u*t/u*
238  real :: f_eff                         ! Marticorena & B. 1995 JGR (20)
239  real :: A_Fact                        ! Fundamental * Roughness
240  real :: Z0m_nu                        ! Smooth R Snow Roughness Length
241  real :: Z0mBSn                        !         BSnow Roughness Length
242  real :: Z0mBS0                        ! Mimimum BSnow Roughness Length
243  real :: Z0m_S0                        ! Mimimum  Snow Roughness Length
244  real :: Z0m_S1                        ! Maximum  Snow Roughness Length
245  ! #SZ real      Z0Sa_N                        ! Regime   Snow Roughness Length
246  ! #SZ real      Z0SaSi                        ! 1.IF Rgm Snow Roughness Length
247  ! #GL real      Z0_GIM                        ! Mimimum GIMEX Roughness Length
248  real :: Z0_ICE                        ! Ice ISW   Roughness Length
249  real :: Z0m_Sn,Z0m_90                 ! Snow  Surface Roughness Length
250  real :: SnoWat                        ! Snow Layer    Switch
251  real :: rstar,alors                   !
252  real :: rstar0,rstar1,rstar2          !
253  real :: SameOK                        ! 1. => Same Type of Grains
254  real :: G1same                        ! Averaged G1,  same Grains
255  real :: G2same                        ! Averaged G2,  same Grains
256  real :: typ__1                        ! 1. => Lay1 Type: Dendritic
257  real :: zroNEW                        ! dz X ro, if fresh Snow
258  real :: G1_NEW                        ! G1,      if fresh Snow
259  real :: G2_NEW                        ! G2,      if fresh Snow
260  real :: zroOLD                        ! dz X ro, if old   Snow
261  real :: G1_OLD                        ! G1,      if old   Snow
262  real :: G2_OLD                        ! G2,      if old   Snow
263  real :: SizNEW                        ! Size,    if fresh Snow
264  real :: SphNEW                        ! Spheric.,if fresh Snow
265  real :: SizOLD                        ! Size,    if old   Snow
266  real :: SphOLD                        ! Spheric.,if old   Snow
267  real :: Siz_av                        ! Averaged    Grain Size
268  real :: Sph_av                        ! Averaged    Grain Spher.
269  real :: Den_av                        ! Averaged    Grain Dendr.
270  real :: G1diff                        ! Averaged G1, diff. Grains
271  real :: G2diff                        ! Averaged G2, diff. Grains
272  real :: G1                            ! Averaged G1
273  real :: G2                            ! Averaged G2
274  real :: param                         ! Polynomial   fit z0=f(T)
275  real :: Z0_obs                        ! Fit Z0_obs=f(T) (m)
276  real :: tamin                         ! min T of linear fit (K)
277  real :: tamax                         ! max T of linear fit (K)
278  real :: coefa,coefb,coefc,coefd       ! Coefs for z0=f(T)
279  real :: ta1,ta2,ta3                   ! Air temperature thresholds
280  real :: z01,z02,z03                   ! z0 thresholds
281  real :: tt_c,vv_c                     ! Critical param.
282  real :: tt_tmp,vv_tmp,vv_virt         ! Temporary variables
283  real :: e_prad,e1pRad,A_Rad0,absg_V,absgnI,exdRad ! variables for SoSosv calculations
284  real :: zm1, zm2, coefslope                    ! variables for surface temperature extrapolation
285  ! for Aeolian erosion and blowing snow
286  integer :: nit   ,iit
287  real :: Fac                           ! Correc. factor for drift ratio
288  real :: dusuth,signus
289  real :: sss__F,sss__N
290  real :: sss__K,sss__G
291  real :: us_127,us_227,us_327,us_427,us_527
292  real :: VVa_OK, usuth0
293  real :: ssstar
294  real :: SblPom
295  real :: rCd10n                        ! Square root of drag coefficient
296  real :: DendOK                        ! Dendricity Switch
297  real :: SaltOK                        ! Saltation  Switch
298  real :: MeltOK                        ! Saltation  Switch (Melting Snow)
299  real :: SnowOK                        ! Pack Top   Switch
300  real :: SaltM1,SaltM2,SaltMo,SaltMx   ! Saltation  Parameters
301  real :: ShearX, ShearS                ! Arg. Max Shear Stress
302  real :: Por_BS                        ! Snow Porosity
303  real :: Salt_us                       ! New thresh.friction velocity u*t
304  real :: Fac_Mo,ArguSi,FacRho          ! Numerical factors for u*t
305  real :: SaltSI(klonv,0:nsno)          ! Snow Drift Index              !
306  real :: MIN_Mo                        ! Minimum Mobility Fresh Fallen *
307  character(len=3) :: qsalt_param              ! Switch for saltation flux param.
308  character(len=3) :: usth_param               ! Switch for u*t param
309
310
311  ! Internal DATA
312  ! =============
313
314  data      T__Min / 200.00/              ! Minimum realistic Temperature
315  data      TaPole / 268.15/              ! Maximum Polar Temperature (value from C. Agosta)
316  data      roSMin / 300.  /              ! Minimum Snow  Density
317  data      roSMax / 400.  /              ! Max Fresh Snow Density
318  data      tt_c   / -2.0  /              ! Critical Temp. (degC)
319  data      vv_c   / 14.3  /              ! Critical Wind speed (m/s)
320  data      roSn_1 / 109.  /              ! Fall.Sno.Density, Indep. Param.
321  data      roSn_2 /   6.  /              ! Fall.Sno.Density, Temper.Param.
322  data      roSn_3 /  26.  /              ! Fall.Sno.Density, Wind   Param.
323  data      Dendr1 /  17.12/              ! Fall.Sno.Dendric.,Wind 1/Param.
324  data      Dendr2 / 128.  /              ! Fall.Sno.Dendric.,Wind 2/Param.
325  data      Dendr3 / -20.  /              ! Fall.Sno.Dendric.,Indep. Param.
326  data      Spher1 /   7.87/              ! Fall.Sno.Spheric.,Wind 1/Param.
327  data      Spher2 /  38.  /              ! Fall.Sno.Spheric.,Wind 2/Param.
328  data      Spher3 /  50.  /              ! Fall.Sno.Spheric.,Wind 3/Param.
329  data      Spher4 /  90.  /              ! Fall.Sno.Spheric.,Indep. Param.
330  data      EmiSol /   0.99999999/        ! 0.94Emissivity of Soil
331  data      EmiWat /   0.99999999/        ! Emissivity of a Water Area
332  data      EmiSno /   0.99999999/        ! Emissivity of Snow
333
334
335  ! DATA      Emissivities                  ! Pielke, 1984, pp. 383,409
336
337  data      Z0mBS0 /   0.5e-6/            ! MINimum Snow Roughness Length
338                                          ! ! for Momentum if Blowing Snow
339                                          ! ! Gallee et al. 2001 BLM 99 (19)
340  data      Z0m_S0/    0.00005/           ! MINimum Snow Roughness Length
341                                          ! ! MegaDunes    included
342  data      Z0m_S1/    0.030  /           ! MAXimum Snow Roughness Length
343                                          ! !        (Sastrugis)
344  ! #GL data      Z0_GIM/    0.0013/            ! Ice Min Z0 = 0.0013 m (Broeke)
345                                          ! ! Old Ice Z0 = 0.0500 m (Bruce)
346                                          ! !              0.0500 m (Smeets)
347                                          ! !              0.1200 m (Broeke)
348  data      Z0_ICE/    0.0010/            ! Sea-Ice Z0 = 0.0010 m (Andreas)
349                                          ! !    (Ice Station Weddel -- ISW)
350  ! for aerolian erosion
351  data      SblPom/ 1.27/   ! Lower Boundary Height Parameter
352  ! +                             ! for Suspension
353  ! +                             ! Pommeroy, Gray and Landine 1993,
354  ! +                             ! J. Hydrology, 144(8) p.169
355  data      nit   / 5   /   ! us(is0,uth) recursivity: Nb Iterations
356  !c#AE data      qsalt_param/"bin"/ ! saltation part. conc. from Bintanja 2001 (p
357  data      qsalt_param/"pom"/ ! saltation part. conc. from Pomeroy and Gray
358  !c#AE data      usth_param/"lis"/  ! u*t from Liston et al. 2007
359  data      usth_param/"gal"/  ! u*t from Gallee et al. 2001
360  data      SaltMx/-5.83e-2/
361
362  vk2    =  vonKrm  *  vonKrm             ! Square of Von Karman Constant
363
364
365  ! BEGIN.main.
366  ! ===========================
367
368
369
370
371  ! "Soil" Humidity of Water Bodies
372  ! ===============================
373
374  DO ikl=1,knonv
375
376      ist    =      isotSV(ikl)                       ! Soil Type
377      ist__s =  min(ist, 1)                           ! 1 => Soil
378      ist__w =  1 - ist__s                            ! 1 => Water Body
379    DO isl=-nsol,0
380      eta_SV(ikl,isl) = eta_SV(ikl,isl) * ist__s & ! Soil
381            + etadSV(ist)     * ist__w      ! Water Body
382    END DO
383
384
385  ! Vertical Discretization Factor
386  ! ==============================
387
388      LSdzsv(ikl)     =                   ist__s & ! Soil
389            + OcndSV          * ist__w      ! Water Body
390  END DO
391
392
393
394
395
396  IF (SnoMod)                            THEN
397
398
399  ! +--Aeolian erosion and Blowing Snow
400  ! +==================================
401
402
403
404    DO ikl=1,knonv
405        usthSV(ikl) =                     1.0e+2
406    END DO
407
408
409    IF (BloMod) THEN
410
411    if (klonv==1) then
412      if(isnoSV(1)>=2                   .and. &
413            TsisSV(1,max(1,isnoSV(1)))<273.  .and. &
414            ro__SV(1,max(1,isnoSV(1)))<500.  .and. &
415            eta_SV(1,max(1,isnoSV(1)))<epsi) then
416  ! +                       **********
417                 CALL SISVAT_BSn
418      endif
419     else
420                 CALL SISVAT_BSn
421  ! +                       **********
422    endif
423
424
425
426
427
428
429
430  ! Calculate threshold erosion velocity for next time step
431  ! Unlike in sisvat, computation is of threshold velocity made here (instead of sisvaesbl)
432  ! since we do not use sisvatesbl for the coupling with LMDZ
433
434  ! +--Computation of threshold friction velocity for snow erosion
435  ! ---------------------------------------------------------------
436
437    rCd10n =  1. / 26.5 ! Vt / u*t = 26.5
438                 ! ! Budd et al. 1965, Antarct. Res. Series Fig.13
439                 ! ! ratio developped during assumed neutral conditions
440
441
442  ! +--Snow Properties
443  ! +  ~~~~~~~~~~~~~~~
444
445    DO ikl = 1,knonv
446
447      isn      =  isnoSV(ikl)
448
449
450
451      DendOK   =  max(zero,sign(unun,epsi-G1snSV(ikl,isn)  ))  !
452      SaltOK   =  min(1   , max(istdSV(2)-istoSV(ikl,isn),0))  !
453      MeltOK   =     (unun & !
454            -max(zero,sign(unun,TfSnow-epsi & !
455            -TsisSV(ikl,isn)  ))) & ! Melting Snow
456            *  min(unun,DendOK & !
457            +(1.-DendOK) & !
458            *sign(unun,     G2snSV(ikl,isn)-1.0))  ! 1.0 for 1mm
459      SnowOK   =  min(1   , max(isnoSV(ikl)      +1 -isn ,0))  ! Snow Switch
460
461      G1snSV(ikl,isn) =      SnowOK *    G1snSV(ikl,isn) &
462            + (1.- SnowOK)*min(G1snSV(ikl,isn),G1_dSV)
463      G2snSV(ikl,isn) =      SnowOK *    G2snSV(ikl,isn) &
464            + (1.- SnowOK)*min(G2snSV(ikl,isn),G1_dSV)
465
466      SaltOK   =  min(unun, SaltOK + MeltOK) * SnowOK
467
468
469  ! +--Mobility Index (Guyomarc'h & Merindol 1997, Ann.Glaciol.)
470  ! +  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
471      SaltM1   = -0.750e-2 * G1snSV(ikl,isn) &
472            -0.500e-2 * G2snSV(ikl,isn)+ 0.500e00 !dendritic case
473  ! +     CAUTION:  Guyomarc'h & Merindol Dendricity Sign is +
474  ! +     ^^^^^^^^                    MAR Dendricity Sign is -
475      SaltM2   = -0.833d-2 * G1snSV(ikl,isn) &
476            -0.583d-2 * G2snSV(ikl,isn)+ 0.833d00 !non-dendritic case
477
478    ! SaltMo   = (DendOK   * SaltM1 + (1.-DendOK) *     SaltM2       )
479      SaltMo   = 0.625 !SaltMo pour d=s=0.5
480
481  !weighting SaltMo with surface snow density (Vionnet et al. 2012)
482  !c#AE   FacRho   = 1.25 - 0.0042 * ro__SV(ikl,isn)
483  !c#AE   SaltMo   = 0.34 * SaltMo + 0.66 * FacRho !needed for polar snow
484      MIN_Mo   =  0.
485    ! SaltMo   =  max(SaltMo,MIN_Mo)
486    ! SaltMo   =  SaltOK   * SaltMo + (1.-SaltOK) * min(SaltMo,SaltMx)
487  ! #TUNE SaltMo   =  SaltOK   * SaltMo - (1.-SaltOK) *     0.9500
488      SaltMo   =  max(SaltMo,epsi-unun)
489
490  ! +--Influence of Density on Threshold Shear Stress
491  ! +  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
492      Por_BS =  1. - 300. / ro_Ice
493      ShearS = Por_BS / (1.-Por_BS)
494  ! +...         SheaBS =  Arg(sqrt(shear = max shear stress in snow)):
495  ! +            shear  =  3.420d00 * exp(-(Por_BS      +Por_BS)
496  ! +  .                                  /(unun        -Por_BS))
497  ! +            SheaBS :  see de Montmollin         (1978),
498  ! +                      These Univ. Sci. Medic. Grenoble, Fig. 1 p. 124
499
500  ! +--Snow Drift Index (Guyomarc'h & Merindol 1997, Ann.Glaciol.)
501  ! +  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
502      ArguSi      =     -0.085 *us__SV(ikl)/rCd10n
503  !V=u*/sqrt(CD) eqs 2 to 4 Gallee et al. 2001
504
505      SaltSI(ikl,isn) = -2.868 * exp(ArguSi) + 1 + SaltMo
506
507
508  ! +--Threshold Friction Velocity
509  ! +  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
510      if(ro__SV(ikl,isn)>300.) then
511         Por_BS      =  1.000       - ro__SV(ikl,isn)     /ro_Ice
512      else
513         Por_BS      =  1.000  - 300. /ro_Ice
514      endif
515
516      ShearX =  Por_BS/max(epsi,1.-Por_BS)
517      Fac_Mo = exp(-ShearX+ShearS)
518  ! +     Gallee et al., 2001    eq 5, p5
519
520      if (usth_param == "gal") then
521        Salt_us   =   (log(2.868) - log(1 + SaltMo)) * rCd10n/0.085
522        Salt_us   = Salt_us * Fac_Mo
523  ! +...  Salt_us   :  Extension of  Guyomarc'h & Merindol 1998 with
524  ! +...              de Montmollin (1978). Gallee et al. 2001
525      endif
526
527      if (usth_param == "lis") then !Liston et al. 2007
528        if(ro__SV(ikl,isn)>300.) then
529          Salt_us   = 0.005*exp(0.013*ro__SV(ikl,isn))
530        else
531          Salt_us   = 0.01*exp(0.003*ro__SV(ikl,isn))
532        endif
533      endif
534
535      SnowOK   =  1 -min(1,iabs(isn-isnoSV(ikl))) !Switch new vs old snow
536
537      usthSV(ikl) =     SnowOK *   (Salt_us) &
538            + (1.-SnowOK)*    usthSV(ikl)
539
540    END DO
541
542
543
544  !  Feeback between blowing snow turbulent Scale  u* (commented here
545  !  since ustar is an input variable (not in/out) of inlandsis)
546  !  -----------------------------------------------------------------
547
548
549        ! VVa_OK      =  max(0.000001,       VVaSBL(ikl))
550        ! sss__N      =  vonkar      *       VVa_OK
551        ! sss__F      = (sqrCm0(ikl) - psim_z + psim_0)
552        ! usuth0      =  sss__N /sss__F                ! u* if NO Blow. Snow
553
554        ! sss__G      =  0.27417     * gravit
555
556  ! !  ______________               _____
557  ! !  Newton-Raphson (! Iteration, BEGIN)
558  ! !  ~~~~~~~~~~~~~~               ~~~~~
559        ! DO iit=1,nit
560        ! sss__K      =  gravit      * r_Turb * A_Turb *za__SV(ikl)
561   ! .                                     *rCDmSV(ikl)*rCDmSV(ikl)
562   ! .                           /(1.+0.608*QaT_SV(ikl)-qsnoSV(ikl))
563   !      us_127      =  exp(    SblPom *log(us__SV(ikl)))
564   !      us_227      =  us_127         *    us__SV(ikl)
565   !      us_327      =  us_227         *    us__SV(ikl)
566   !      us_427      =  us_327         *    us__SV(ikl)
567   !      us_527      =  us_427         *    us__SV(ikl)
568
569   !      us__SV(ikl) =  us__SV(ikl)
570   ! .    - (  us_527     *sss__F     /sss__N
571   ! .      -  us_427
572   ! .      -  us_227     *qsnoSV(ikl)*sss__K
573   ! .      + (us__SV(ikl)*us__SV(ikl)-usthSV(ikl)*usthSV(ikl))/sss__G)
574   ! .     /(  us_427*5.27*sss__F     /sss__N
575   ! .      -  us_327*4.27
576   ! .      -  us_127*2.27*qsnoSV(ikl)*sss__K
577   ! .      +  us__SV(ikl)*2.0                                 /sss__G)
578
579   !      us__SV(ikl)= min(us__SV(ikl),usuth0)
580   !      us__SV(ikl)= max(us__SV(ikl),epsi  )
581   !      rCDmSV(ikl)=     us__SV(ikl)/VVa_OK
582  ! ! #AE     sss__F     =     vonkar     /rCDmSV(ikl)
583   !      ENDDO
584
585  ! !  ______________               ___
586  ! !  Newton-Raphson (! Iteration, END  )
587  ! !  ~~~~~~~~~~~~~~               ~~~
588
589   !      us_127      =  exp(    SblPom *log(us__SV(ikl)))
590   !      us_227      =  us_127         *    us__SV(ikl)
591
592  ! !  Momentum            Turbulent Scale  u*: 0-Limit in case of no Blow. Snow
593  ! !  ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
594   !      dusuth      =  us__SV(ikl) - usthSV(ikl)       ! u* - uth*
595   !      signus      =  max(sign(unun,dusuth),zero)     ! 1 <=> u* - uth* > 0
596   !      us__SV(ikl) =                                  !
597   ! .                   us__SV(ikl)  *signus  +         ! u* (_BS)
598   ! .                   usuth0                          ! u* (nBS)
599   ! .                            *(1.-signus)           !
600
601
602
603
604  !  Blowing Snow        Turbulent Scale ss*
605  !  ---------------------------------------
606
607    hSalSV(ikl) = 8.436e-2  * us__SV(ikl)**SblPom
608
609    if (qsalt_param == "pom") then
610      qSalSV(ikl) = (us__SV(ikl)**2 - usthSV(ikl)**2) *signus &
611            / (hSalSV(ikl) * gravit * us__SV(ikl) * 3.25)
612    endif
613
614    if (qsalt_param == "bin") then
615      qSalSV(ikl) = (us__SV(ikl) * us__SV(ikl) &
616            -usthSV(ikl) * usthSV(ikl))*signus &
617            * 0.535 / (hSalSV(ikl) * gravit)
618    endif
619
620    qSalSV(ikl) = qSalSV(ikl)/rht_SV(ikl) ! conversion kg/m3 to kg/kg
621
622    ssstar      = rCDmSV(ikl) * (qsnoSV(ikl) - qSalSV(ikl)) &
623          * r_Turb !Bintanja 2000, BLM
624  !r_Turb compensates for an overestim. of the blown snow part. fall velocity
625
626    uss_SV(ikl) = min(zero    , us__SV(ikl) *ssstar)
627    uss_SV(ikl) = max(-0.0001 , uss_SV(ikl))
628
629
630
631
632    ENDIF   ! BloMod
633
634  ! + ------------------------------------------------------
635  ! +--Buffer Layer
636  ! +  -----------------------------------------------------
637
638      DO ikl=1,knonv
639  !  BufsSV(ikl) [mm w.e.] i.e, i.e., [kg/m2]
640        d_Bufs      =  max(dsn_SV(ikl) *dt__SV,0.)  !
641        dsn_SV(ikl) =      0.                       !
642        Bufs_N      =      BufsSV(ikl) +d_Bufs      !
643
644
645  ! +--Snow Density
646  ! +  ^^^^^^^^^^^^
647        Polair      =      zero
648  ! #NP       Polair      =  max(zero,                    !
649  ! #NP.                         sign(unun,TaPole         !
650  ! #NP.                                  -TaT_SV(ikl)))  !
651        Polair      =  max(zero, & !
652              sign(unun,TaPole & !
653              -TaT_SV(ikl)))  !
654        Buf_ro      =  max( rosMin, & ! Fallen Snow Density
655              roSn_1+roSn_2*     (TaT_SV(ikl)-TfSnow) & ! [kg/m3]
656              +roSn_3*sqrt( VV__SV(ikl)))           ! Pahaut    (CEN), Etienne: use wind speed at first model level instead of 10m wind
657  ! #NP       BufPro      =  max( rosMin,                 ! Fallen Snow Density
658  ! #NP.         104. *sqrt( max( VV10SV(ikl)-6.0,0.0)))  ! Kotlyakov (1961)
659
660       ! C.Agosta option for snow density, same as for BS i.e.
661       ! is_ok_density_kotlyakov=.FALSE.
662  ! #BS       density_kotlyakov = .FALSE.  !C.Amory BS 2018
663  ! + ...     Fallen Snow Density, Adapted for Antarctica
664        if (is_ok_density_kotlyakov) then
665            tt_tmp = TaT_SV(ikl)-TfSnow
666            ! !vv_tmp = VV10SV(ikl)
667            vv_tmp=VV__SV(ikl) ! Etienne: use wind speed at first model level instead of 10m wind
668  ! + ...         [ A compromise between
669  ! + ...           Kotlyakov (1961) and Lenaerts (2012, JGR, Part1) ]
670            if (tt_tmp>=-10) then
671              BufPro   =  max( rosMin, &
672                    104. *sqrt( max( vv_tmp-6.0,0.0))) ! Kotlyakov (1961)
673            else
674              vv_virt = (tt_c*vv_tmp+vv_c*(tt_tmp+10)) &
675                    /(tt_c+tt_tmp+10)
676              BufPro  = 104. *sqrt( max( vv_virt-6.0,0.0))
677            endif
678        else
679  ! + ...         [ density derived from observations of the first 50cm of
680  ! + ...           snow - cf. Rajashree Datta - and multiplied by 0.8 ]
681  ! + ...           C. Agosta, 2016-09
682  !c #SD           BufPro = 149.2 + 6.84*VV10SV(ikl) + 0.48*Tsrfsv(ikl)
683  !c #SD           BufPro = 125 + 14*VV10SV(ikl) + 0.6*Tsrfsv(ikl) !MAJ CK and CAm
684             ! BufPro = 200 + 21 * VV10SV(ikl)!CK 29/07/19
685             BufPro = 200 + 21 * VV__SV(ikl)!Etienne: use wind speed at first model level instead of 10m wind
686        endif
687
688        Bros_N      = (1. - Polair) *   Buf_ro & ! Temperate Snow
689              + Polair  *   BufPro      ! Polar     Snow
690
691        Bros_N = max( 20.,max(rosMin,  Bros_N))
692        Bros_N = min(400.,min(rosMax-1,Bros_N)) ! for dz_min in SISVAT_zSn
693
694
695  !    Density of deposited blown snow
696  !    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
697
698     if (BloMod) then
699     Bros_N      = frsno
700     ro_new      = ro__SV(ikl,max(1,isnoSV(ikl)))
701     ro_new      = max(Bros_N,min(roBdSV,ro_new))
702     Fac         = 1-((ro__SV(ikl,max(1,isnoSV(ikl))) &
703           -roBdSV)/(500.-roBdSV))
704     Fac         = max(0.,min(1.,Fac))
705     dsnbSV(ikl) = Fac*dsnbSV(ikl)
706     Bros_N      = Bros_N     * (1.0-dsnbSV(ikl)) &
707           + ro_new     *      dsnbSV(ikl)
708     endif
709
710
711  !    Time averaged Density of deposited blown Snow
712  !    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
713
714        BrosSV(ikl) =(Bros_N     *      d_Bufs & !
715              +BrosSV(ikl)*      BufsSV(ikl)) & !
716              /         max(epsi,Bufs_N)     !
717
718
719  ! +-- S.Falling Snow Properties (computed as in SISVAT_zAg)
720  ! +     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
721        Buf_G1      =  max(-G1_dSV, & ! Temperate Snow
722              min(Dendr1*VV__SV(ikl)-Dendr2, & !     Dendricity
723              Dendr3                   ))    !
724        Buf_G2      =  min( Spher4, & ! Temperate Snow
725              max(Spher1*VV__SV(ikl)+Spher2, & !     Sphericity
726              Spher3                   ))    !
727  ! EV: now control buf_sph_pol and bug_siz_pol in physiq.def
728        Buf_G1      = (1. - Polair) *   Buf_G1 & ! Temperate Snow
729              + Polair  *   buf_sph_pol ! Polar Snow
730        Buf_G2      = (1. - Polair) *   Buf_G2 & ! Temperate Snow
731              + Polair  *   buf_siz_pol ! Polar Snow
732            G1      =                   Buf_G1      ! NO  Blown Snow
733            G2      =                   Buf_G2      ! NO  Blown Snow
734
735
736
737        IF (BloMod) THEN
738
739  ! S.1. Meme  Type  de Neige  / same Grain Type
740  !      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
741
742       SameOK  =  max(zero, &
743             sign(unun,    Buf_G1             *G1_dSV &
744             - eps_21                    ))
745       G1same  = ((1.0-dsnbSV(ikl))*Buf_G1+dsnbSV(ikl) *G1_dSV)
746       G2same  = ((1.0-dsnbSV(ikl))*Buf_G2+dsnbSV(ikl) *ADSdSV)
747        ! Blowing Snow Properties:                         G1_dSV, ADSdSV
748
749  ! S.2. Types differents / differents Types
750  !      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
751       typ__1  =  max(zero,sign(unun,epsi-Buf_G1))   ! =1.=> Dendritic
752       zroNEW  =     typ__1  *(1.0-dsnbSV(ikl)) & ! fract.Dendr.Lay.
753             + (1.-typ__1) *     dsnbSV(ikl)       !
754       G1_NEW  =     typ__1  *Buf_G1 & ! G1 of Dendr.Lay.
755             + (1.-typ__1) *G1_dSV                 !
756       G2_NEW  =     typ__1  *Buf_G2 & ! G2 of Dendr.Lay.
757             + (1.-typ__1) *ADSdSV                 !
758       zroOLD  = (1.-typ__1) *(1.0-dsnbSV(ikl)) & ! fract.Spher.Lay.
759             +     typ__1  *     dsnbSV(ikl)       !
760       G1_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G1 & ! G1 of Spher.Lay.
761             +     typ__1  *G1_dSV                 !
762       G2_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G2 & ! G2 of Spher.Lay.
763             +     typ__1  *ADSdSV                 !
764       SizNEW  =    -G1_NEW  *DDcdSV/G1_dSV & ! Size  Dendr.Lay.
765             +(1.+G1_NEW         /G1_dSV) & !
766             *(G2_NEW  *DScdSV/G1_dSV & !
767             +(1.-G2_NEW         /G1_dSV)*DFcdSV)  !
768       SphNEW  =     G2_NEW         /G1_dSV          ! Spher.Dendr.Lay.
769       SizOLD  =     G2_OLD                          ! Size  Spher.Lay.
770       SphOLD  =     G1_OLD         /G1_dSV          ! Spher.Spher.Lay.
771       Siz_av  =     (zroNEW*SizNEW+zroOLD*SizOLD)   ! Averaged Size
772       Sph_av  = min( zroNEW*SphNEW+zroOLD*SphOLD & !
773             ,  unun)                         ! Averaged Sphericity
774       Den_av  = min((Siz_av -(    Sph_av *DScdSV & !
775             +(1.-Sph_av)*DFcdSV)) & !
776             / (DDcdSV -(    Sph_av *DScdSV & !
777             +(1.-Sph_av)*DFcdSV)) & !
778             ,  unun)                       !
779       DendOK  = max(zero, & !
780             sign(unun,     Sph_av *DScdSV & ! Small   Grains
781             +(1.-Sph_av)*DFcdSV & ! Faceted Grains
782             -    Siz_av        )) !
783  ! +...      REMARQUE: le  type moyen (dendritique ou non) depend
784  ! +         ^^^^^^^^  de la  comparaison avec le diametre optique
785  ! +                   d'une neige recente de   dendricite nulle
786  ! +...      REMARK:   the mean type  (dendritic   or not) depends
787  ! +         ^^^^^^    on the comparaison with the optical diameter
788  ! +                   of a recent snow    having zero dendricity
789
790       G1diff  =(   -DendOK *Den_av &
791             +(1.-DendOK)*Sph_av) *G1_dSV
792       G2diff  =     DendOK *Sph_av  *G1_dSV &
793             +(1.-DendOK)*Siz_av
794       G1      =     SameOK *G1same &
795             +(1.-SameOK)*G1diff
796       G2      =     SameOK *G2same &
797             +(1.-SameOK)*G2diff
798       ENDIF
799
800
801
802  ! S.1. Meme  Type  de Neige  / same Grain Type
803  !      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
804        SameOK  =  max(zero, &
805              sign(unun,    Buf_G1 *BG1sSV(ikl) &
806              - eps_21                    ))
807        G1same  = (d_Bufs*Buf_G1+BufsSV(ikl)*BG1sSV(ikl)) &
808              /max(epsi,Bufs_N)
809        G2same  = (d_Bufs*Buf_G2+BufsSV(ikl)*BG2sSV(ikl)) &
810              /max(epsi,Bufs_N)
811
812  ! S.2. Types differents / differents Types
813  !      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
814
815        typ__1  =  max(zero,sign(unun,epsi-Buf_G1))   ! =1.=> Dendritic
816        zroNEW  =(    typ__1  *d_Bufs & ! fract.Dendr.Lay.
817              + (1.-typ__1) *BufsSV(ikl)) & !
818              /max(epsi,Bufs_N)                !
819        G1_NEW  =     typ__1  *Buf_G1 & ! G1 of Dendr.Lay.
820              + (1.-typ__1) *BG1sSV(ikl)            !
821        G2_NEW  =     typ__1  *Buf_G2 & ! G2 of Dendr.Lay.
822              + (1.-typ__1) *BG2sSV(ikl)            !
823        zroOLD  =((1.-typ__1) *d_Bufs & ! fract.Spher.Lay.
824              +     typ__1  *BufsSV(ikl)) & !
825              /max(epsi,Bufs_N)                !
826        G1_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G1 & ! G1 of Spher.Lay.
827              +     typ__1  *BG1sSV(ikl)            !
828        G2_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G2 & ! G2 of Spher.Lay.
829              +     typ__1  *BG2sSV(ikl)            !
830        SizNEW  =    -G1_NEW  *DDcdSV/G1_dSV & ! Size  Dendr.Lay.
831              +(1.+G1_NEW         /G1_dSV) & !
832              *(G2_NEW  *DScdSV/G1_dSV & !
833              +(1.-G2_NEW         /G1_dSV)*DFcdSV) !
834        SphNEW  =     G2_NEW         /G1_dSV          ! Spher.Dendr.Lay.
835        SizOLD  =     G2_OLD                          ! Size  Spher.Lay.
836        SphOLD  =     G1_OLD         /G1_dSV          ! Spher.Spher.Lay.
837        Siz_av  =   ( zroNEW  *SizNEW+zroOLD*SizOLD)  ! Averaged Size
838        Sph_av = min( zroNEW  *SphNEW+zroOLD*SphOLD & !
839              ,   unun                       )  ! Averaged Sphericity
840        Den_av = min((Siz_av  - (    Sph_av *DScdSV & !
841              +(1.-Sph_av)*DFcdSV)) & !
842              / (DDcdSV  - (    Sph_av *DScdSV & !
843              +(1.-Sph_av)*DFcdSV)) & !
844              ,   unun                         )!
845        DendOK  = max(zero, & !
846              sign(unun,     Sph_av *DScdSV & ! Small   Grains
847              +(1.-Sph_av)*DFcdSV & ! Faceted Grains
848              -    Siz_av        )) !
849  ! +...      REMARQUE: le  type moyen (dendritique ou non) depend
850  ! +         ^^^^^^^^  de la  comparaison avec le diametre optique
851  ! +                   d'une neige recente de   dendricite nulle
852  ! +...      REMARK:   the mean type  (dendritic   or not) depends
853  ! +         ^^^^^^    on the comparaison with the optical diameter
854  ! +                   of a recent snow    having zero dendricity
855
856        G1diff  =(   -DendOK *Den_av &
857              +(1.-DendOK)*Sph_av) *G1_dSV
858        G2diff  =     DendOK *Sph_av  *G1_dSV &
859              +(1.-DendOK)*Siz_av
860        G1      =     SameOK *G1same &
861              +(1.-SameOK)*G1diff
862        G2      =     SameOK *G2same &
863              +(1.-SameOK)*G2diff
864
865        BG1sSV(ikl) =                       G1 & !
866              *       Bufs_N/max(epsi,Bufs_N) !
867        BG2sSV(ikl) =                       G2 & !
868              *       Bufs_N/max(epsi,Bufs_N) !
869
870
871  ! +--Update of Buffer Layer Content & Decision about creating a new snow layer
872  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
873        BufsSV(ikl) =       Bufs_N                  !     [mm w.e.]
874        NLaysv(ikl) = min(unun, & !
875              max(zero, & ! Allows to create
876              sign(unun,BufsSV(ikl) & ! a new snow Layer
877              -SMndSV     )) & ! if Buffer > SMndSV
878              *max(zero, & ! Except if * Erosion
879              sign(unun,0.50 & ! dominates
880              -dsnbSV(ikl))) & !
881              +max(zero, & ! Allows to create
882              sign(unun,BufsSV(ikl) & ! a new snow Layer
883              -SMndSV*3.00)))  ! is Buffer > SMndSV*3
884        Bdzssv(ikl) = 1.e-3*BufsSV(ikl)*ro_Wat & ! [mm w.e.] -> [m w.e.]
885              /max(epsi,BrosSV(ikl))!& [m w.e.] -> [m]
886
887
888      END DO
889
890
891
892  ! Snow Pack Discretization(option XF in MAR)
893  ! ==========================================
894
895
896  if (discret_xf.AND.klonv==1) then
897
898   if(isnoSV(1)>=1.or.NLaysv(1)>=1) then
899  ! +          **********
900     CALL SISVAT_zSn
901  ! +          **********
902   endif
903  else
904  ! +          **********
905    CALL SISVAT_zSn
906  ! +          **********
907  endif
908
909  ! +          **********
910  ! #ve   CALL SISVAT_wEq('_zSn  ',0)
911  ! +          **********
912
913  ! Add a new Snow Layer
914  ! ====================
915
916      DO ikl=1,knonv
917
918        isnoSV(ikl)     = isnoSV(ikl)         +NLaysv(ikl)
919        isn             = isnoSV(ikl)
920        dzsnSV(ikl,isn) = dzsnSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl)) &
921              + Bdzssv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
922        TsisSV(ikl,isn) = TsisSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl)) &
923              + min(TaT_SV(ikl),Tf_Sno) *NLaysv(ikl)
924        ro__SV(ikl,isn) = ro__SV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl)) &
925              + Brossv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
926        eta_SV(ikl,isn) = eta_SV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))   ! + 0.
927        agsnSV(ikl,isn) = agsnSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))   ! + 0.
928        G1snSV(ikl,isn) = G1snSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl)) &
929              + BG1ssv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
930        G2snSV(ikl,isn) = G2snSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl)) &
931              + BG2ssv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
932        istoSV(ikl,isn) = istoSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl)) &
933              + max(zer0,sign(un_1,TaT_SV(ikl) &
934              -Tf_Sno-eps_21)) *    istdSV(2) &
935              *    NLaysv(ikl)
936        BufsSV(ikl)     = BufsSV(ikl)     * (1-NLaysv(ikl))
937        NLaysv(ikl)     = 0
938
939
940      END DO
941
942
943  ! Snow Pack Thickness
944  ! -------------------
945
946    DO ikl=1,knonv
947        z_snsv(ikl)     = 0.0
948    END DO
949    DO   isn=1,nsno
950      DO ikl=1,knonv
951        z_snsv(ikl)     = z_snsv(ikl) + dzsnSV(ikl,isn)
952        zzsnsv(ikl,isn) = z_snsv(ikl)
953      END DO
954    END DO
955
956
957
958  END IF  ! SnoMod
959
960
961
962  ! Soil Albedo: Soil Humidity Correction
963  ! ==========================================
964
965      ! REFERENCE: McCumber and Pielke (1981), Pielke (1984)
966      ! ^^^^^^^^^
967      DO ikl=1,knonv
968        albssv(ikl) = &
969              alb0SV(ikl) *(1.0-min(half,eta_SV(       ikl,0) &
970              /etadSV(isotSV(ikl))))
971      ! REMARK:    Albedo of Water Surfaces (isotSV=0):
972      ! ^^^^^^     alb0SV := 2  X  effective value, while
973      !            eta_SV :=          etadSV
974      END DO
975
976
977  ! Snow Pack Optical Properties
978  ! ============================
979
980  IF (SnoMod)                                                 THEN
981
982         ! ******
983    CALL SnOptP(jjtime)
984         ! ******
985
986  ELSE
987    DO ikl=1,knonv
988      sEX_sv(ikl,1) = 1.0
989      sEX_sv(ikl,0) = 0.0
990      albisv(ikl)   = albssv(ikl)
991    END DO
992  END IF
993
994
995
996  ! Soil optical properties
997  ! =============================
998  !Etienne: as in inlandis we do not CALL vgopt, we need to define
999  !the albedo alb_SV and to calculate the
1000  !absorbed Solar Radiation by Surfac (Normaliz)[-] SoSosv
1001
1002
1003  DO ikl=1,klonv
1004
1005        e_pRad = 2.5   *  coszSV(ikl)       ! exponential argument,
1006                                            ! ! V/nIR radiation partitioning,
1007                                            ! ! DR97, 2, eqn (2.53) & (2.54)
1008        e1pRad = 1.-exp(-e_pRad)            ! exponential, V/nIR Rad. Part.
1009        exdRad= 1.
1010
1011  ! Visible Part of the Solar Radiation Spectrum (V,   0.4--0.7mi.m)
1012        A_Rad0 =      0.25 + 0.697 * e1pRad ! Absorbed    Vis. Radiation
1013        absg_V = (1.-albisv(ikl))*(A_Rad0*exdRad)  !
1014
1015  ! Near-IR Part of the Solar Radiation Spectrum (nIR, 0.7--2.8mi.m)
1016
1017        A_Rad0 =      0.80 + 0.185 * e1pRad ! Absorbed    nIR. Radiation
1018        absgnI = (1.-albisv(ikl))*(A_Rad0*exdRad)  !
1019
1020        SoSosv(ikl) = (absg_V+absgnI)*0.5d0
1021
1022        alb_SV(ikl) = albisv(ikl)
1023
1024  END DO
1025
1026         ! **********
1027  ! #ve   CALL SISVAT_wEq('SnOptP',0)
1028         ! **********
1029
1030
1031  ! Surface Emissivity (Etienne: simplified calculation for landice)
1032  ! =============================================================
1033
1034   DO ikl=1,knonv
1035        LSnMsk     =     min( 1,isnoSV(ikl))
1036        Eso_sv(ikl)=  EmiSol*(1-LSnMsk)+EmiSno*LSnMsk  ! Sol+Sno Emissivity
1037        emi_SV(ikl)= EmiSol*(1-LSnMsk) + EmiSno*LSnMsk
1038    END DO
1039
1040
1041
1042
1043  !  Upward IR (INPUT, from previous time step)
1044  ! ===================================================================
1045
1046    DO ikl=1,knonv
1047  ! #e1     Enrsvd(ikl) =    - IRs_SV(ikl)
1048       IRupsv(ikl) =      IRs_SV(ikl)
1049    END DO
1050
1051
1052  ! Turbulence
1053  ! ==========
1054
1055  ! Latent Heat of Vaporization/Sublimation
1056  ! ---------------------------------------
1057
1058    DO ikl=1,knonv
1059      SnoWat      =                     min(isnoSV(ikl),0)
1060      Lx_H2O(ikl) = &
1061            (1.-SnoWat) * LhvH2O &
1062            +     SnoWat  *(LhsH2O * (1.-eta_SV(ikl,isnoSV(ikl))) &
1063            +LhvH2O *     eta_SV(ikl,isnoSV(ikl)) )
1064    END DO
1065
1066
1067
1068
1069  ! Aerodynamic Resistance (calculated from drags given by LMDZ)
1070  ! Commented because already calculated in surf_inlandsis_mod
1071  ! ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1072    ! DO ikl=1,knonv
1073    !    ram_sv(ikl) = 1./(cdM_SV(ikl)*max(VV__SV(ikl),eps6))
1074    !    rah_sv(ikl) = 1./(cdH_SV(ikl)*max(VV__SV(ikl),eps6))
1075    !  END DO
1076
1077
1078
1079  ! Soil   Energy Balance
1080  ! =====================
1081
1082
1083  if (iflag_temp_inlandsis == 0) then
1084
1085   CALL SISVAT_TSo
1086
1087  else
1088    DO ikl=1,knonv
1089    Tsf_SV(ikl)=Tsrfsv(ikl)
1090    END DO
1091
1092   CALL SISVAT_TS2
1093
1094  end if
1095
1096
1097         ! **********
1098  ! #ve   CALL SISVAT_wEq('_TSo  ',0)
1099         ! **********
1100
1101
1102
1103  ! Soil Water     Potential
1104  ! ------------------------
1105
1106  DO   isl=-nsol,0
1107    DO ikl=1,knonv
1108      ist             =     isotSV(ikl)        ! Soil Type
1109      psi_sv(ikl,isl) =     psidSV(ist) & ! DR97, Eqn.(3.34)
1110            *(etadSV(ist) /max(eps6,eta_SV(ikl,isl))) & !
1111            **bCHdSV(ist)                              !
1112
1113
1114  ! Soil Hydraulic Conductivity
1115  ! ---------------------------
1116
1117      Khydsv(ikl,isl) =    s2__SV(ist) & ! DR97, Eqn.(3.35)
1118            *(eta_SV(ikl,isl)**(2.*bCHdSV(ist)+3.))    !
1119    END DO
1120  END DO
1121
1122
1123  ! Melting / Refreezing in the Snow Pack
1124  ! =====================================
1125
1126  IF (SnoMod)                                                 THEN
1127
1128         ! **********
1129    CALL SISVAT_qSn
1130         ! **********
1131
1132         ! **********
1133  ! #ve   CALL SISVAT_wEq('_qSn  ',0)
1134         ! **********
1135
1136
1137  ! Snow Pack Thickness
1138  ! -------------------
1139
1140      DO ikl=1,knonv
1141        z_snsv(ikl)     = 0.0
1142      END DO
1143    DO   isn=1,nsno
1144      DO ikl=1,knonv
1145        z_snsv(ikl)     = z_snsv(ikl) + dzsnSV(ikl,isn)
1146        zzsnsv(ikl,isn) = z_snsv(ikl)
1147      END DO
1148    END DO
1149
1150
1151  ! Energy in Excess is added to the first Soil Layer
1152  ! -------------------------------------------------
1153    DO ikl=1,knonv
1154        z_snsv(ikl)   = max(zer0, &
1155              sign(un_1,eps6-z_snsv(ikl)))
1156        TsisSV(ikl,0) = TsisSV(ikl,0)    + EExcsv(ikl) &
1157              /(rocsSV(isotSV(ikl)) &
1158              +rcwdSV*eta_SV(ikl,0))
1159        EExcsv(ikl)   = 0.
1160    END DO
1161
1162
1163  END IF
1164
1165
1166  ! Soil   Water  Balance
1167  ! =====================
1168
1169         ! **********
1170    CALL SISVAT_qSo
1171  ! #m0.                 (Wats_0,Wats_1,Wats_d)
1172         ! **********
1173
1174
1175  ! Surface Fluxes
1176  ! =====================
1177
1178    DO ikl=1,knonv
1179     IRdwsv(ikl)=IRd_SV(ikl)*Eso_sv(ikl) ! Downward IR
1180      ! IRdwsv(ikl)=tau_sv(ikl) *IRd_SV(ikl)*Eso_sv(ikl) ! Downward IR
1181  !    .          +(1.0-tau_sv(ikl))*IRd_SV(ikl)*Evg_sv(ikl) !  ! Etienne, remove vegetation component
1182      IRupsv(ikl) =      IRupsv(ikl)                   ! Upward   IR
1183      IRu_SV(ikl) =     -IRupsv(ikl) & ! Upward   IR
1184            +IRd_SV(ikl) & ! (effective)
1185            -IRdwsv(ikl)                   ! (positive)
1186
1187      TBr_sv(ikl) =sqrt(sqrt(IRu_SV(ikl)/StefBo))      ! Brightness
1188                                                       ! ! Temperature
1189      uts_SV(ikl) =     (HSv_sv(ikl) +HSs_sv(ikl)) & ! u*T*
1190            /(rhT_SV(ikl) *cp)          !
1191      uqs_SV(ikl) =     (HLv_sv(ikl) +HLs_sv(ikl)) & ! u*q*
1192            /(rhT_SV(ikl) *LhvH2O)          !
1193      LMO_SV(ikl) = TaT_SV(ikl)*(us__SV(ikl)**3) &
1194            /gravit/uts_SV(ikl)/vonKrm      ! MO length
1195
1196
1197  ! Surface Temperature
1198  ! ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1199
1200      IF (iflag_tsurf_inlandsis == 0) THEN
1201
1202        Tsrfsv(ikl) =TsisSV(ikl,isnoSV(ikl))
1203
1204      ELSE IF (iflag_tsurf_inlandsis > 0) THEN
1205  ! Etienne: extrapolation from the two uppermost levels:
1206
1207     if (isnoSV(ikl) >=2) then
1208       zm1=-dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl))/2.
1209       zm2=-(dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl)) + dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl)-1)/2.)
1210     else if (isnoSV(ikl) == 1) then
1211       zm1=-dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl))/2.
1212       zm2=-(dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl))+dz_dSV(0)/2.)
1213     else
1214       zm1=-dz_dSV(0)/2.
1215       zm2=-(dz_dSV(0)+dz_dSV(-1)/2.)
1216
1217     end if
1218
1219       coefslope=(TsisSV(ikl,isnoSV(ikl))-TsisSV(ikl,isnoSV(ikl)-1)) &
1220             /(zm1-zm2)
1221       Tsrfsv(ikl)=TsisSV(ikl,isnoSV(ikl))+coefslope*(0. - zm1)
1222
1223
1224     ELSE !(default)
1225
1226       Tsrfsv(ikl) =TsisSV(ikl,isnoSV(ikl))
1227
1228     END IF
1229
1230
1231     END DO
1232
1233  ! Snow Pack Properties (sphericity, dendricity, size)
1234  ! ===================================================
1235
1236  IF (SnoMod)                                                 THEN
1237
1238  if (discret_xf .AND. klonv==1) then
1239  if(isnoSV(1)>=1) then
1240  ! +          **********
1241  CALL SISVAT_GSn
1242  ! +          **********
1243  endif
1244  else
1245  ! +          **********
1246    CALL SISVAT_GSn
1247  ! +          **********
1248  endif
1249
1250
1251  END IF
1252
1253
1254  ! Roughness Length for next time step
1255  !====================================
1256
1257  ! Note that in INLANDSIS, we treat only ice covered surfaces so calculation
1258  ! of z0 is much simpler (no subgrid fraction of ocean or land)
1259  ! old calculations are commented below
1260
1261
1262  ! +--Roughness Length for Momentum
1263  ! +  -----------------------------
1264
1265  ! ETIENNE WARNING: changes have been made wrt original SISVAT
1266
1267  ! +--Land+Sea-Ice / Ice-free Sea Mask
1268  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1269    DO ikl=1,knonv
1270      IcIndx(ikl) = 0
1271    ENDDO
1272    DO isn=1,nsno
1273    DO ikl=1,knonv
1274
1275      IcIndx(ikl) = max(IcIndx(ikl), &
1276            isn*max(0, &
1277            sign(1, &
1278            int(ro__SV(ikl,isn)-900.))))
1279    ENDDO
1280    ENDDO
1281
1282    DO ikl=1,knonv
1283      LISmsk    =     1. ! in inlandsis, land only
1284      IceMsk    =     max(0,sign(1   ,IcIndx(ikl)-1)  )
1285      SnoMsk    = max(min(isnoSV(ikl)-iiceSV(ikl),1),0)
1286
1287
1288  ! +--Z0 Smooth Regime over Snow (Andreas 1995, CRREL Report 95-16, p. 8)
1289  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1290      Z0m_nu =       5.e-5 ! z0s~(10-d)*exp(-vonkar/sqrt(1.1e-03))
1291
1292  ! +--Z0 Saltat.Regime over Snow (Gallee  et al., 2001, BLM 99 (19) p.11)
1293  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1294
1295      u2star =       us__SV(ikl) *us__SV(ikl)
1296      Z0mBSn =       u2star      *0.536e-3   -  61.8e-6
1297      Z0mBSn =   max(Z0mBS0      ,Z0mBSn)
1298
1299  ! +--Z0 Smooth + Saltat. Regime
1300  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1301      Z0enSV(ikl) =  Z0m_nu &
1302            +  Z0mBSn
1303
1304
1305  ! Calculation of snow roughness length
1306  !=====================================
1307      IF (iflag_z0m_snow == 0) THEN
1308
1309      Z0m_Sn=prescribed_z0m_snow
1310
1311      ELSE IF (iflag_z0m_snow == 1) THEN
1312
1313      Z0m_Sn=Z0enSV(ikl)
1314
1315      ELSE IF (iflag_z0m_snow == 2) THEN
1316
1317  ! +--Rough   Snow Surface Roughness Length (Variable Sastrugi Height)
1318  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1319      A_Fact      =  1.0000        ! Andreas et al., 2004, p.4
1320                                   ! ! ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf
1321
1322  ! Parameterization of z0 dependance on Temperature (C. Amory, 2017)
1323  ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1324  ! Z0=f(T) deduced from observations, Adelie Land, dec2012-dec2013
1325
1326
1327      coefa = 0.1658 !0.1862 !Ant
1328      coefb = -50.3869 !-55.7718 !Ant
1329      ta1 = 253.15 !255. Ant
1330      ta2 = 273.15
1331      ta3 = 273.15+3
1332      z01 = exp(coefa*ta1 + coefb) !~0.2 ! ~0.25 mm
1333      z02 = exp(coefa*ta2 + coefb) !~6  !~7 mm
1334      z03 = z01
1335      coefc = log(z03/z02)/(ta3-ta2)
1336      coefd = log(z03)-coefc*ta3
1337
1338      if (TaT_SV(ikl) < ta1) then
1339        Z0_obs = z01
1340      else if (TaT_SV(ikl)>=ta1 .and. TaT_SV(ikl)<ta2) then
1341        Z0_obs = exp(coefa*TaT_SV(ikl) + coefb)
1342      else if (TaT_SV(ikl)>=ta2 .and. TaT_SV(ikl)<ta3) then
1343        ! ! if st > 0, melting induce smooth surface
1344        Z0_obs = exp(coefc*TaT_SV(ikl) + coefd)
1345      else
1346        Z0_obs = z03
1347      endif
1348
1349      Z0m_Sn=Z0_obs
1350
1351
1352      ELSE
1353
1354      Z0m_Sn=0.500e-3  ! default=0.500e-3m (tuning of MAR)
1355
1356      ENDIF
1357
1358
1359
1360       ! param = Z0_obs/1. ! param(s) | 1.(m/s)=TUNING
1361  ! #SZ     Z0Sa_N =                   (us__SV(ikl) -0.2)*param   ! 0.0001=TUNING
1362  ! #SZ.           * max(zero,sign(unun,TfSnow-eps9
1363  ! #SZ.                               -TsisSV(ikl , isnoSV(ikl))))
1364  !!#SZ     Z0SaSi = max(zero,sign(unun,Z0Sa_N                  ))! 1 if erosion
1365  ! #SZ     Z0SaSi = max(zero,sign(unun,zero  -eps9 -uss_SV(ikl)))!
1366  ! #SZ     Z0Sa_N = max(zero,          Z0Sa_N)
1367  ! #SZ     Z0SaSV(ikl) =
1368  ! #SZ.             max(Z0SaSV(ikl)   ,Z0SaSV(ikl)
1369  ! #SZ.               + Z0SaSi*(Z0Sa_N-Z0SaSV(ikl))*exp(-dt__SV/43200.))
1370  ! #SZ.               -            min(dz0_SV(ikl) ,     Z0SaSV(ikl))
1371
1372  ! #SZ     A_Fact      =               Z0SaSV(ikl) *  5.0/0.15   ! A=5 if h~10cm
1373  ! +...    CAUTION: The influence of the sastrugi direction is not yet included
1374
1375  ! #SZ     Z0m_Sn =                    Z0SaSV(ikl)               !
1376  ! #SZ.                              - Z0m_nu                    !
1377
1378  ! +--Z0 Saltat.Regime over Snow (Shao & Lin, 1999, BLM 91 (46)  p.222)
1379  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1380  ! #ZN     sqrrZ0 =       usthSV(ikl)/max( us__SV(ikl),0.001)
1381  ! #ZN     sqrrZ0 =                   min( sqrrZ0     ,0.999)
1382  ! #ZN     Z0mBSn =       0.55 *0.55 *exp(-sqrrZ0     *sqrrZ0)
1383  ! #ZN.                  *us__SV(ikl)*     us__SV(ikl)*grvinv*0.5
1384
1385  ! +--Z0 Smooth + Saltat. Regime (Shao & Lin, 1999, BLM 91 (46)  p.222)
1386  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1387  ! #ZN     Z0enSV(ikl) = (Z0m_nu     **    sqrrZ0 )
1388  ! #ZN.                * (Z0mBSn     **(1.-sqrrZ0))
1389  ! #ZN     Z0enSV(ikl) =  max(Z0enSV(ikl), Z0m_nu)
1390
1391
1392  ! +--Z0 Smooth Regime over Snow (Andreas etAl., 2004
1393  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1394  ! #ZA     Z0m_nu = 0.135*akmol  / max(us__SV(ikl) , epsi)
1395
1396  ! +--Z0 Saltat.Regime over Snow (Andreas etAl., 2004
1397  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1398  ! #ZA     Z0mBSn = 0.035*u2star      *grvinv
1399
1400  ! +--Z0 Smooth + Saltat. Regime (Andreas etAl., 2004
1401  !    (      used by Erosion)     ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1402  !    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1403  ! #ZA     Z0enSV(ikl) =  Z0m_nu
1404  ! #ZA.                +  Z0mBSn
1405
1406  ! +--Z0 Rough  Regime over Snow (Andreas etAl., 2004
1407  ! +  (.NOT. used by Erosion)     ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1408  !    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1409  !!#ZA     u2star =      (us__SV(ikl) -0.1800)     / 0.1
1410  !!#ZA     Z0m_Sn =A_Fact*Z0mBSn *exp(-u2star*u2star)
1411  ! #ZA     Z0m_90 =(10.-0.025*VVs_SV(ikl)/5.)
1412  ! #ZA.            *exp(-0.4/sqrt(.00275+.00001*max(0.,VVs_SV(ikl)-5.)))
1413  ! #ZA     Z0m_Sn =           DDs_SV(ikl)* Z0m_90 / 45.
1414  ! #ZA.         - DDs_SV(ikl)*DDs_SV(ikl)* Z0m_90 /(90.*90.)
1415
1416
1417
1418
1419  ! +--Z0  (Erosion)    over Snow (instantaneous)
1420  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1421      Z0e_SV(ikl) =  Z0enSV(ikl)
1422
1423  ! +--Momentum  Roughness Length (Etienne: changes wrt original SISVAT)
1424  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1425      Z0mnSV(ikl) =  Z0m_nu *(1-SnoMsk) & ! Ice z0
1426            + (Z0m_Sn)*SnoMsk                         ! Snow Sastrugi Form and Snow Erosion
1427
1428
1429  ! +--GIS  Roughness Length
1430  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1431  ! #GL     Z0mnSV(ikl) =
1432  ! #GL.      (1-LSmask(ikl)) *     Z0mnSV(ikl)
1433  ! #GL.    +    LSmask(ikl)  * max(Z0mnSV(ikl),max(Z0_GIM,
1434  ! #GL.                                            Z0_GIM+
1435  ! #GL.      (0.0032-Z0_GIM)*(ro__SV(ikl,isnoSV(ikl))-600.)   !
1436  ! #GL.                     /(920.00                 -600.))) !
1437
1438  ! +--Mom. Roughness Length, Instantaneous
1439  ! +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1440      Z0m_SV(ikl) =  Z0mnSV(ikl)                         ! Z0mnSV  instant.
1441
1442
1443  ! +--Roughness Length for Scalars
1444  ! +  ----------------------------
1445
1446      Z0hnSV(ikl) =     Z0mnSV(ikl)/  7.4
1447
1448      IF (is_ok_z0h_rn) THEN
1449
1450      rstar       =     Z0mnSV(ikl) * us__SV(ikl) / akmol
1451      rstar       = max(epsi,min(rstar,R_1000))
1452      alors       =          log(rstar)
1453      rstar0      = 1.250e0 * max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar)) &
1454            +(1.      - max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar))) &
1455            *(0.149e0 * max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar)) &
1456            + 0.317e0 &
1457            *(1.      - max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))))
1458      rstar1      = 0.      * max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar)) &
1459            +(1.      - max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar))) &
1460            *(-0.55e0 * max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar)) &
1461            - 0.565 &
1462            *(1.      - max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))))
1463      rstar2      = 0.      * max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar)) &
1464            +(1.      - max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar))) &
1465            *(0.      * max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar)) &
1466            - 0.183 &
1467            *(unun    - max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))))
1468
1469
1470
1471  !XF    #RN (is_ok_z0h_rn) does not work well over bare ice
1472  !XF    MAR is then too warm and not enough melt
1473
1474     if(ro__SV(ikl,isnoSV(ikl))>50 &
1475           .and.ro__SV(ikl,isnoSV(ikl))<roSdSV)then
1476
1477         Z0hnSV(ikl) = max(zero &
1478               , sign(unun,zzsnsv(ikl,isnoSV(ikl))-epsi)) &
1479               * exp(rstar0+rstar1*alors+rstar2*alors*alors) &
1480               * 0.001e0 + Z0hnSV(ikl) * ( 1. - max(zero &
1481               , sign(unun,zzsnsv(ikl,isnoSV(ikl))-epsi)))
1482
1483      endif
1484
1485
1486      ENDIF
1487
1488      Z0h_SV(ikl) =     Z0hnSV(ikl)
1489
1490
1491  ! #MT     Z0m_SV(ikl) = max(2.0e-6     ,Z0m_SV(ikl)) ! Min Z0_m (Garrat Scheme)
1492       ! Z0m_SV(ikl) = min(Z0m_SV(ikl),za__SV(ikl)*0.3333)
1493
1494
1495   END DO
1496
1497
1498
1499end subroutine inlandsis
1500
1501
1502
1503
1504
1505
1506
1507
1508
1509
1510
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.