1 | MODULE lmdz_screenp |
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2 | |
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3 | ! This module contains some procedures for calculation of the first |
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4 | ! guess of temperature, specific humidity and wind at a reference level |
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5 | ! coefficients for turbulent diffusion at surface |
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6 | |
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7 | IMPLICIT NONE; PRIVATE |
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8 | PUBLIC screenp, screenpn |
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9 | |
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10 | CONTAINS |
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11 | |
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12 | !**************************************************************************************** |
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13 | |
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14 | !r original routine |
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15 | |
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16 | SUBROUTINE screenp(klon, knon, & |
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17 | speed, tair, qair, & |
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18 | ts, qsurf, rugos, lmon, & |
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19 | ustar, testar, qstar, zref, & |
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20 | delu, delte, delq) |
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21 | IMPLICIT NONE |
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22 | !------------------------------------------------------------------------- |
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23 | |
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24 | ! Objet : calcul "predicteur" des anomalies du vent, de la temperature |
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25 | ! potentielle et de l'humidite relative au niveau de reference zref et |
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26 | ! par rapport au 1er niveau (pour u) ou a la surface (pour theta et q) |
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27 | ! a partir des relations de Dyer-Businger. |
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28 | |
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29 | ! Reference : Hess, Colman et McAvaney (1995) |
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30 | |
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31 | ! I. Musat, 01.07.2002 |
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32 | !------------------------------------------------------------------------- |
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33 | |
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34 | ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude) |
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35 | ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface |
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36 | ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele |
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37 | ! tair----input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele |
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38 | ! qair----input-R- humidite relative au 1er niveau du modele |
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39 | ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface |
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40 | ! qsurf---input-R- humidite relative a la surface |
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41 | ! rugos---input-R- rugosite |
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42 | ! lmon----input-R- longueur de Monin-Obukov |
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43 | ! ustar---input-R- facteur d'echelle pour le vent |
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44 | ! testar--input-R- facteur d'echelle pour la temperature potentielle |
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45 | ! qstar---input-R- facteur d'echelle pour l'humidite relative |
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46 | ! zref----input-R- altitude de reference |
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47 | |
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48 | ! delu----input-R- anomalie du vent par rapport au 1er niveau |
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49 | ! delte---input-R- anomalie de la temperature potentielle par rapport a la surface |
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50 | ! delq----input-R- anomalie de l'humidite relative par rapport a la surface |
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51 | |
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52 | INTEGER, INTENT(IN) :: klon, knon |
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53 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: speed, tair, qair |
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54 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ts, qsurf, rugos |
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55 | DOUBLE PRECISION, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: lmon |
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56 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ustar, testar, qstar |
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57 | REAL, INTENT(IN) :: zref |
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58 | |
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59 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT) :: delu, delte, delq |
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60 | |
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61 | !------------------------------------------------------------------------- |
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62 | ! Variables locales et constantes : |
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63 | REAL, PARAMETER :: RKAR = 0.40 |
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64 | INTEGER :: i |
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65 | REAL :: xtmp, xtmp0 |
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66 | !------------------------------------------------------------------------- |
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67 | DO i = 1, knon |
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68 | |
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69 | IF (lmon(i)>=0.) THEN |
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70 | |
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71 | ! STABLE CASE |
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72 | |
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73 | IF (speed(i)>1.5.AND.lmon(i)<=1.0 & |
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74 | .AND. rugos(i)<=1.0) THEN |
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75 | delu(i) = (ustar(i) / RKAR) * & |
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76 | (log(zref / (rugos(i)) + 1.) + & |
---|
77 | min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i)) / lmon(i))) |
---|
78 | delte(i) = (testar(i) / RKAR) * & |
---|
79 | (log(zref / (rugos(i)) + 1.) + & |
---|
80 | min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i)) / lmon(i))) |
---|
81 | delq(i) = (qstar(i) / RKAR) * & |
---|
82 | (log(zref / (rugos(i)) + 1.) + & |
---|
83 | min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i)) / lmon(i))) |
---|
84 | ELSE |
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85 | delu(i) = 0.1 * speed(i) |
---|
86 | delte(i) = 0.1 * (tair(i) - ts(i)) |
---|
87 | delq(i) = 0.1 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) |
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88 | ENDIF |
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89 | ELSE |
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90 | |
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91 | ! UNSTABLE CASE |
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92 | |
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93 | IF (speed(i)>5.0.AND.abs(lmon(i))<=50.0) THEN |
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94 | xtmp = (1. - 16. * (zref / lmon(i)))**(1. / 4.) |
---|
95 | xtmp0 = (1. - 16. * (rugos(i) / lmon(i)))**(1. / 4.) |
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96 | delu(i) = (ustar(i) / RKAR) * & |
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97 | (log(zref / (rugos(i)) + 1.) & |
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98 | - 2. * log(0.5 * (1. + xtmp)) & |
---|
99 | + 2. * log(0.5 * (1. + xtmp0)) & |
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100 | - log(0.5 * (1. + xtmp * xtmp)) & |
---|
101 | + log(0.5 * (1. + xtmp0 * xtmp0)) & |
---|
102 | + 2. * atan(xtmp) - 2. * atan(xtmp0)) |
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103 | delte(i) = (testar(i) / RKAR) * & |
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104 | (log(zref / (rugos(i)) + 1.) & |
---|
105 | - 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp * xtmp)) & |
---|
106 | + 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp0 * xtmp0))) |
---|
107 | delq(i) = (qstar(i) / RKAR) * & |
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108 | (log(zref / (rugos(i)) + 1.) & |
---|
109 | - 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp * xtmp)) & |
---|
110 | + 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp0 * xtmp0))) |
---|
111 | ELSE |
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112 | delu(i) = 0.5 * speed(i) |
---|
113 | delte(i) = 0.5 * (tair(i) - ts(i)) |
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114 | delq(i) = 0.5 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) |
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115 | ENDIF |
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116 | ENDIF |
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117 | |
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118 | ENDDO |
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119 | |
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120 | END SUBROUTINE screenp |
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121 | |
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122 | SUBROUTINE screenpn(klon, knon, speed, tair, qair, ts, qsurf, zri1, delu, delte, delq) |
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123 | IMPLICIT NONE |
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124 | !------------------------------------------------------------------------- |
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125 | |
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126 | ! Objet : calcul "predicteur" des anomalies du vent, de la temperature |
---|
127 | ! potentielle et de l'humidite relative au niveau de reference zref et |
---|
128 | ! par rapport au 1er niveau (pour u) ou a la surface (pour theta et q) |
---|
129 | ! a partir des relations de Dyer-Businger. |
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130 | |
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131 | ! Reference : Hess, Colman et McAvaney (1995) |
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132 | |
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133 | ! I. Musat, 01.07.2002 |
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134 | !------------------------------------------------------------------------- |
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135 | |
---|
136 | ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude) |
---|
137 | ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface |
---|
138 | ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele |
---|
139 | ! tair----input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele |
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140 | ! qair----input-R- humidite relative au 1er niveau du modele |
---|
141 | ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface |
---|
142 | ! qsurf---input-R- humidite relative a la surface |
---|
143 | |
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144 | ! delu----input-R- anomalie du vent par rapport au 1er niveau |
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145 | ! delte---input-R- anomalie de la temperature potentielle par rapport a la surface |
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146 | ! delq----input-R- anomalie de l'humidite relative par rapport a la surface |
---|
147 | |
---|
148 | INTEGER, INTENT(IN) :: klon, knon |
---|
149 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: speed, tair, qair |
---|
150 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ts, qsurf |
---|
151 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: zri1 |
---|
152 | |
---|
153 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT) :: delu, delte, delq |
---|
154 | |
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155 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
156 | ! Variables locales et constantes : |
---|
157 | REAL, PARAMETER :: RKAR = 0.40 |
---|
158 | INTEGER :: i |
---|
159 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
160 | DO i = 1, knon |
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161 | |
---|
162 | IF (zri1(i)>=0.) THEN |
---|
163 | delu(i) = 0.1 * speed(i) |
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164 | delte(i) = 0.1 * (tair(i) - ts(i)) |
---|
165 | delq(i) = 0.1 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) |
---|
166 | ELSE |
---|
167 | delu(i) = 0.5 * speed(i) |
---|
168 | delte(i) = 0.5 * (tair(i) - ts(i)) |
---|
169 | delq(i) = 0.5 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) |
---|
170 | ENDIF |
---|
171 | |
---|
172 | ENDDO |
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173 | |
---|
174 | END SUBROUTINE screenpn |
---|
175 | END MODULE lmdz_screenp |
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