source: LMDZ6/branches/Amaury_dev/libf/phylmd/wx_pbl_mod.F90 @ 5119

Last change on this file since 5119 was 5117, checked in by abarral, 4 months ago

rename modules properly lmdz_*
move some unused files to obsolete/
(lint) uppercase fortran keywords

File size: 59.8 KB
Line 
1MODULE wx_pbl_mod
2
3! Split Planetary Boundary Layer
4
5! This module manages the splitting of the boundary layer between two regions; the (w)
6! region (inside cold pools) and the (x) region (outside cold pools)
7
8  USE dimphy
9
10  IMPLICIT NONE
11
12CONTAINS
13
14!****************************************************************************************
15
16SUBROUTINE wx_pbl0_merge(knon, ypplay, ypaprs,  &
17                                 sigw, dTs_forcing, dqs_forcing,  &
18                                 yt_x, yt_w, yq_x, yq_w, &
19                                 yu_x, yu_w, yv_x, yv_w, &
20                                 ycdragh_x, ycdragh_w, ycdragq_x, ycdragq_w, &
21                                 ycdragm_x, ycdragm_w, &
22                                 AcoefT_x, AcoefT_w, AcoefQ_x, AcoefQ_w, &
23                                 AcoefU_x, AcoefU_w, AcoefV_x, AcoefV_w, &
24                                 BcoefT_x, BcoefT_w, BcoefQ_x, BcoefQ_w, &
25                                 BcoefU_x, BcoefU_w, BcoefV_x, BcoefV_w, &
26                                 AcoefT, AcoefQ, AcoefU, AcoefV, &
27                                 BcoefT, BcoefQ, BcoefU, BcoefV, &
28                                 ycdragh, ycdragq, ycdragm, &
29                                 yt1, yq1, yu1, yv1 &
30                                 )
31
32    USE wx_pbl_var_mod
33
34    USE lmdz_print_control, ONLY: prt_level,lunout
35    USE indice_sol_mod, ONLY: is_oce
36
37    INCLUDE "YOMCST.h"
38    INCLUDE "FCTTRE.h"
39    INCLUDE "YOETHF.h"
40    INCLUDE "clesphys.h"
41
42    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: knon    ! number of grid cells
43    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypplay  ! mid-layer pressure (Pa)
44    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypaprs  ! pressure at layer interfaces (pa)
45    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: sigw ! cold pools fractional area
46    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: dTs_forcing ! forced temperature difference (w)-(x)
47    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: dqs_forcing ! forced humidity difference (w)-(x)
48    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: yt_x, yt_w, yq_x, yq_w
49    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: yu_x, yu_w, yv_x, yv_w
50    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: ycdragh_x, ycdragh_w, ycdragq_x, ycdragq_w
51    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: ycdragm_x, ycdragm_w
52    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT_x, AcoefT_w, AcoefQ_x, AcoefQ_w
53    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefU_x, AcoefU_w, AcoefV_x, AcoefV_w
54    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: BcoefT_x, BcoefT_w, BcoefQ_x, BcoefQ_w
55    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: BcoefU_x, BcoefU_w, BcoefV_x, BcoefV_w
56    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: AcoefT, AcoefQ, AcoefU, AcoefV
57    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: BcoefT, BcoefQ, BcoefU, BcoefV
58    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: ycdragh, ycdragq, ycdragm
59    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: yt1, yq1, yu1, yv1  ! Apparent T, q, u, v at first level, as
60                                                                           !seen by surface modules
61
62! Local variables
63    INTEGER                    :: j
64    REAL                       :: dd_Kh
65    REAL                       :: dd_Kq
66    REAL                       :: dd_Km
67    REAL                       :: dd_u
68    REAL                       :: dd_v
69    REAL                       :: dd_t
70    REAL                       :: dd_q
71
72    REAL                       :: LambdaTs, LambdaQs, LambdaUs, LambdaVs
73
74    REAL, DIMENSION(knon)      :: sigx       ! fractional area of (x) region
75
76
77   sigx(1:knon) = 1.-sigw(1:knon)
78
79
80        DO j=1,knon
81
82
83! Compute w-x differences
84       dd_t = yt_w(j,1) - yt_x(j,1)
85       dd_q = yq_w(j,1) - yq_x(j,1)
86       dd_u = yu_w(j,1) - yu_x(j,1)
87       dd_v = yv_w(j,1) - yv_x(j,1)
88
89! Merged exchange coefficients
90         dd_Kh = Kech_h_w(j) - Kech_h_x(j)
91         dd_Kq = Kech_q_w(j) - Kech_q_x(j)
92         dd_Km = Kech_m_w(j) - Kech_m_x(j)
93
94       LambdaTs = dd_KTp(j)/Kech_Tp(j)
95       LambdaQs = dd_KQs(j)/Kech_Qs(j)
96       LambdaUs = dd_KUp(j)/Kech_Up(j)
97       LambdaVs = dd_KVp(j)/Kech_Vp(j)
98
99! Calcul des coef A, B \'equivalents dans la couche 1
100
101! The dTs_forcing and dqs_forcing terms are added for diagnostic purpose ; they should be zero in normal operation.
102       AcoefT(j) = AcoefT_x(j) + sigw(j)*(1.+sigx(j)*LambdaTs)*(dd_AT(j) - C_p(j)*dTs_forcing(j))
103       AcoefQ(j) = AcoefQ_x(j) + sigw(j)*(1.+sigx(j)*LambdaQs)*(dd_AQ(j) - dqs_forcing(j))
104       AcoefU(j) = AcoefU_x(j) + sigw(j)*(1.+sigx(j)*LambdaUs)*dd_AU(j)
105       AcoefV(j) = AcoefV_x(j) + sigw(j)*(1.+sigx(j)*LambdaVs)*dd_AV(j)
106
107
108!!       BcoefT(j) = (sigw(j)*Kech_h_w(j)*Kech_T_pw(j)*BcoefT_w(j) + &
109!!                sigx(j)*Kech_h_x(j)*Kech_T_px(j)*BcoefT_x(j) )/(Kech_h(j)*Kech_Tp(j))
110!!       BcoefQ(j) = (sigw(j)*Kech_q_w(j)*Kech_Q_pw(j)*BcoefQ_w(j) + &
111!!                sigx(j)*Kech_q_x(j)*Kech_Q_px(j)*BcoefQ_x(j) )/(Kech_q(j)*Kech_Qp(j))
112!!       BcoefU(j) = (sigw(j)*Kech_m_w(j)*Kech_U_pw(j)*BcoefU_w(j) + &
113!!                sigx(j)*Kech_m_x(j)*Kech_U_px(j)*BcoefU_x(j) )/(Kech_m(j)*Kech_Up(j))
114!!       BcoefV(j) = (sigw(j)*Kech_m_w(j)*Kech_V_pw(j)*BcoefV_w(j) + &
115!!                sigx(j)*Kech_m_x(j)*Kech_V_px(j)*BcoefV_x(j) )/(Kech_m(j)*Kech_Vp(j))
116
117!!  Print *,'YYYYpbl0: BcoefT_x, sigw, sigx, dd_Kh, dd_KTp, Kech_h_w ', &
118!!                     BcoefT_x, sigw, sigx, dd_Kh, dd_KTp, Kech_h_w
119!!  Print *,'YYYYpbl0: Kech_T_pw, dd_BT, Kech_h, Kech_Tp ', &
120!!                     Kech_T_pw, dd_BT, Kech_h, Kech_Tp
121       BcoefT(j) = BcoefT_x(j) + sigw(j)*(sigx(j)*dd_Kh*dd_KTp(j)*BcoefT_x(j) + &
122                                  Kech_h_w(j)*Kech_T_pw(j)*dd_BT(j))/(Kech_h(j)*Kech_Tp(j))
123       BcoefQ(j) = BcoefQ_x(j) + sigw(j)*(sigx(j)*dd_Kq*dd_KQs(j)*BcoefQ_x(j) + &
124                                  Kech_q_w(j)*Kech_Q_sw(j)*dd_BQ(j))/(Kech_q(j)*Kech_Qs(j))
125       BcoefU(j) = BcoefU_x(j) + sigw(j)*(sigx(j)*dd_Km*dd_KUp(j)*BcoefU_x(j) + &
126                                  Kech_m_w(j)*Kech_U_pw(j)*dd_BU(j))/(Kech_m(j)*Kech_Up(j))
127       BcoefV(j) = BcoefV_x(j) + sigw(j)*(sigx(j)*dd_Km*dd_KVp(j)*BcoefV_x(j) + &
128                                  Kech_m_w(j)*Kech_V_pw(j)*dd_BV(j))/(Kech_m(j)*Kech_Vp(j))
129!>jyg
130
131
132! Calcul des cdrag \'equivalents dans la couche
133
134       ycdragm(j) = ycdragm_x(j) + sigw(j)*dd_Cdragm(j)
135       ycdragh(j) = ycdragh_x(j) + sigw(j)*dd_Cdragh(j)
136       ycdragq(j) = ycdragq_x(j) + sigw(j)*dd_Cdragq(j)
137
138! Calcul de T, q, u et v \'equivalents dans la couche 1
139!!       yt1(j) = yt_x(j,1) + sigw(j)*dd_t*(1.+sigx(j)*dd_Kh/KCT)
140!!       yq1(j) = yq_x(j,1) + sigw(j)*dd_q*(1.+sigx(j)*dd_Kh/KCQ)
141!!       yu1(j) = yu_x(j,1) + sigw(j)*dd_u*(1.+sigx(j)*dd_Km/KCU)
142!!       yv1(j) = yv_x(j,1) + sigw(j)*dd_v*(1.+sigx(j)*dd_Km/KCV)
143       yt1(j) = yt_x(j,1) + sigw(j)*dd_t
144       yq1(j) = yq_x(j,1) + sigw(j)*dd_q
145       yu1(j) = yu_x(j,1) + sigw(j)*dd_u
146       yv1(j) = yv_x(j,1) + sigw(j)*dd_v
147
148
149        ENDDO
150
151
152
153END SUBROUTINE wx_pbl0_merge
154
155SUBROUTINE wx_pbl_dts_merge(knon, dtime, ypplay, ypaprs, &
156                                 sigw, beta, wcstar, wdens, &
157                                 AT_x, AT_w, &
158                                 BT_x, BT_w, &
159                                 AcoefT0, AcoefQ0, BcoefT0, BcoefQ0, &
160                                 AcoefT,  AcoefQ,  BcoefT,  BcoefQ, &
161                                 HTphiT_b, dd_HTphiT, HTphiQ_b, dd_HTphiQ, HTRn_b, dd_HTRn, &
162                                 phiT0_b, dphiT0, phiQ0_b, dphiQ0, Rn0_b, dRn0, &
163                                 g_T, g_Q, &
164                                 Gamma_phiT, Gamma_phiQ, &
165                                 dTs_ins, dqsatsrf_ins &
166                                 )
167
168    USE wx_pbl_var_mod
169
170    USE lmdz_print_control, ONLY: prt_level,lunout
171
172    INCLUDE "YOMCST.h"
173    INCLUDE "FCTTRE.h"
174    INCLUDE "YOETHF.h"
175
176    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: knon    ! number of grid cells
177    REAL,                         INTENT(IN)        :: dtime   ! time step size (s)
178    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypplay  ! mid-layer pressure (Pa)
179    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypaprs  ! pressure at layer interfaces (pa)
180    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: sigw    ! cold pool fractional area
181    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: beta    ! evaporation by potential evaporation
182    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: wcstar   ! cold pool gust front speed
183    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: wdens    ! cold pool number density
184    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AT_x, AT_w
185    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: BT_x, BT_w
186    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT0, AcoefQ0, BcoefT0, BcoefQ0
187
188    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: AcoefT, AcoefQ, BcoefT, BcoefQ
189    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: HTphiT_b, dd_HTphiT, HTphiQ_b, dd_HTphiQ, HTRn_b, dd_HTRn
190    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: phiT0_b, dphiT0, phiQ0_b, dphiQ0, Rn0_b, dRn0
191    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: g_T, g_Q
192    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: Gamma_phiT, Gamma_phiQ
193    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: dTs_ins, dqsatsrf_ins
194
195! Local variables
196    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsat_x
197    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsat_w
198    REAL, DIMENSION(knon)      :: dqsatdT_x
199    REAL, DIMENSION(knon)      :: dqsatdT_w
200
201    REAL, DIMENSION(knon)      :: T10_x
202    REAL, DIMENSION(knon)      :: T10_w
203    REAL, DIMENSION(knon)      :: phiT0_x
204    REAL, DIMENSION(knon)      :: phiT0_w
205    REAL, DIMENSION(knon)      :: phiQ0_x
206    REAL, DIMENSION(knon)      :: phiQ0_w
207    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rn0_x
208    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rn0_w
209    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rp1_x
210    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rp1_w
211    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rps_x
212    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rps_w
213
214    REAL, DIMENSION(knon)      :: HTphiT_x
215    REAL, DIMENSION(knon)      :: HTphiT_w
216    REAL, DIMENSION(knon)      :: HTphiQ_x
217    REAL, DIMENSION(knon)      :: HTphiQ_w
218    REAL, DIMENSION(knon)      :: HTRn_x
219    REAL, DIMENSION(knon)      :: HTRn_w
220
221    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQphiT_x
222    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQphiT_w
223    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQphiQ_x
224    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQphiQ_w
225    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQRn_x
226    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQRn_w
227
228    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQphiT_b
229    REAL, DIMENSION(knon)      :: dd_HQphiT
230    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQphiQ_b
231    REAL, DIMENSION(knon)      :: dd_HQphiQ
232    REAL, DIMENSION(knon)      :: HQRn_b
233    REAL, DIMENSION(knon)      :: dd_HQRn
234
235    REAL, DIMENSION(knon)    :: sigx
236
237    REAL, DIMENSION(knon)    :: Ts, T1
238!!!    REAL, DIMENSION(knon)    :: qsat, dqsat_dT
239!!!    REAL, DIMENSION(knon)    :: phiT0
240
241!!!    REAL, DIMENSION(knon)    :: Cp, Lv
242    REAL, DIMENSION(knon)    :: tau, Inert
243
244    REAL                     :: dd_Kh
245    REAL                     :: zdelta, zcvm5, zcor
246    REAL                     :: qsat
247
248    INTEGER                  :: j
249
250
251!----------------------------------------------------------------------------
252!  Reference state
253!  ---------------
254!   dqsat_dT_w = dqsat_dT(Ts0_w)                          dqsat_dT_x = dqsat_dT(Ts0_x)
255!   T10_w = (AT_w/Cp - Kech_T_w BT_w dtime Ts0_w)/(1 - Kech_T_w BT_w dtime)
256!                                                T10_x = (AT_x/Cp - Kech_T_x BT_x dtime Ts0_x)/(1 - Kech_T_x BT_x dtime)
257!   phiT0_w = Kech_T_pw (AT_w - Cp Ts0_w)                 phiT0_x = Kech_T_px (AT_x - Cp Ts0_x)
258!   phiQ0_w = Kech_Q_sw (beta AQ_w - qsatsrf0_w)          phiQ0_x = Kech_Q_sx (beta AQ_x - qsatsrf0_x)
259!   Rn0_w = eps_1 Rsigma T10_w^4 - Rsigma Ts0_w^4         Rn0_x = eps_1 Rsigma T10_x^4 - Rsigma Ts0_x^4
260!   Rp1_w = 4 eps_1 Rsigma T10_w^3                        Rp1_x = 4 eps_1 Rsigma T10_x^3
261!   Rps_w = 4 Rsigma Ts0_w^3                              Rps_x = 4 Rsigma Ts0_x^3
262
263!   phiT0_b = sigw phiT0_w + sigx phiT0_x
264!   dphiT0 = phiT0_w - phiT0_x
265!   phiQ0_b = sigw phiQ0_w + sigx phiQ0_x
266!   dphiQ0 = phiQ0_w - phiQ0_x
267!   Rn0_b = sigw Rn0_w + sigx Rn0_x
268    dRn0 = Rn0_w - Rn0_x
269
270
271!----------------------------------------------------------------------------
272!  Elementary enthalpy equations
273!  -----------------------------
274!   phiT_w = phiT0_w - HTphiT_w (Ts_w-Ts0_w)            phiT_x = phiT0_x - HTphiT_x (Ts_x-Ts0_x)
275!   phiQ_w = phiQ0_w - HTphiQ_w (Ts_w-Ts0_w)            phiQ_x = phiQ0_x - HTphiQ_x (Ts_x-Ts0_x)
276!   Rn_w   = Rn0_w   - HTRn_w   (Ts_w-Ts0_w)            Rn_x   = Rn0_x   - HTRn_x   (Ts_x-Ts0_x)
277!  DFlux_DT coefficients
278!  ---------------------
279!   Heat flux equation
280!     HTphiT_w = Cp Kech_T_pw                            HTphiT_x = Cp Kech_T_px
281!   Moisture flux equation
282!     HTphiQ_w = beta Kech_Q_sw dqsat_dT_w               HTphiQ_x = beta Kech_Q_sx dqsat_dT_x
283!   Radiation equation
284!     HTRn_w = Rp1_w Kech_T_pw BcoefT_w dtime + Rps_w    HTRn_x = Rp1_x Kech_T_px BcoefT_x dtime + Rps_x
285
286!----------------------------------------------------------------------------
287!  Elementary moisture equations
288!  -----------------------------
289!   beta Ts_w   = beta Ts0_w    + QQ_w     (qsatsrf_w-qsatsrf0_w)    beta Ts_x   = beta Ts0_x    + QQ_x     (qsatsrf_x-qsatsrf0_x)
290!   beta phiT_w = beta phiT0_w - HQphiT_w (qsatsrf_w-qsatsrf0_w)    beta phiQ_x = beta phiQ0_x - HTphiQ_x (qsatsrf_x-qsatsrf0_x)
291!   beta phiQ_w = beta phiQ0_w - HQphiQ_w (qsatsrf_w-qsatsrf0_w)    beta phiQ_x = beta phiQ0_x - HTphiQ_x (qsatsrf_x-qsatsrf0_x)
292!   beta Rn_w   = beta Rn0_w   - HQRn_w   (qsatsrf_w-qsatsrf0_w)    beta Rn_x   = beta Rn0_x   - HTRn_x   (qsatsrf_x-qsatsrf0_x)
293!  DFluxDQ coefficients
294!  ---------------------
295!   dqsat_dT equation
296!     QQ_w = 1. / dqsat_dT_w                             QQ_x = 1. / dqsat_dT_x
297!   Heat flux equation
298!     HQphiT_w = Cp Kech_T_pw QQ_w                       HQphiT_x = Cp Kech_T_px QQ_x
299!   Moisture flux equation
300!     HQphiQ_w = beta Kech_Q_sw                          HQphiQ_x = beta Kech_Q_sx
301!   Radiation equation
302!     HQRn_w = (Rp1_w Kech_T_pw BcoefT_w dtime + Rps_w) QQ_w
303!                                         HQRn_x = (Rp1_x Kech_T_px BcoefT_x dtime + Rps_x) QQ_x
304
305!----------------------------------------------------------------------------
306! Mean values and w-x differences
307! -------------------------------
308!  HTphiT_b = sigw HTphiT_w + sigx HTphiT_x               dd_HTphiT = HTphiT_w - HTphiT_x
309!  HTphiQ_b = sigw HTphiQ_w + sigx HTphiQ_x               dd_HTphiQ = HTphiQ_w - HTphiQ_x
310!  HTRn_b   = sigw HTRn_w   + sigx HTRn_x                 dd_HTRn   = HTRn_w   - HTRn_x
311
312!  QQ_b     = sigw QQ_w     + sigx QQ_x                   dd_QQ     = QQ_w     - QQ_x
313!  HQphiT_b = sigw HQphiT_w + sigx HQphiT_x               dd_HQphiT = HQphiT_w - HQphiT_x
314!  HQphiQ_b = sigw HQphiQ_w + sigx HQphiQ_x               dd_HQphiQ = HQphiQ_w - HQphiQ_x
315!  HQRn_b   = sigw HQRn_w   + sigx HQRn_x                 dd_HQRn   = HQRn_w   - HQRn_x
316
317!----------------------------------------------------------------------------
318!  Equations
319!  ---------
320! (1 - g_T) dTs    = dTs_ins    + Gamma_phiT phiT
321! (1 - g_Q) dqsatsrf = dqsatsrf_ins + Gamma_phiQ phiQ
322
323! Feedback Gains
324! --------------
325! g_T = - (sqrt(tau)/I) [ HTphiT_b + Lv HTphiQ_b + HTRn_b +  &
326!                        (dd_HTphiT + Lv dd_HTphiQ + dd_HTRn) (sigx - sigw - sigw sigx dd_HTphiT/HTphiT_b) ]
327! g_Q = - (sqrt(tau)/(I QQ_b)) ( HQphiT_b + Lv HQphiQ_b + HQRn_b ) -  &
328!         (sigx - sigw - sigw sigx dd_HQphiQ/HQphiQ_b)   &
329!                          [ dd_QQ/QQ_b + (sqrt(tau)/(I QQ_b))(dd_HQphiT + Lv dd_HQphiQ + dd_HQRn) ]
330
331!  Ts, qs Coupling coefficients                /
332!  ----------------------------
333! Gamma_phiT = (sqrt(tau)/(I HTphiT_b)) (dd_HTphiT + Lv dd_HTphiQ + dd_HTRn)
334! Gamma_phiQ = (1/(HQphiQ_b QQ_b)) [ dd_QQ +  (sqrt(tau)/(I )) (dd_HQphiT + Lv dd_HQphiQ + dd_HQRn) ]
335
336!  Insensitive changes
337!  -------------------
338! dTs_ins    = (1 - g_T) dTs0    - Gamma_phiT phiT0_b
339! dqsatsrf_ins = (1 - g_Q) dqsatsrf0 - Gamma_phiQ phiQ0_b
340
341!----------------------------------------------------------------------------
342!  Effective coefficients Acoef and Bcoef
343!  --------------------------------------
344!  Equations
345!  ---------
346! Cp Ta = AcoefT + BcoefT phiT dtime
347!    qa = AcoefQ + BcoefQ phiQ dtime
348!  Coefficients
349!  ------------
350! AcoefT = AcoefT0 - sigw sigx (dd_KTp/Kech_Tp) Cp dTs_ins/(1 - g_T)
351! BcoefT = BcoefT0 - sigw sigx (dd_KTp/Kech_Tp) Cp Gamma_phiT/(1 - g_T)/dtime
352
353! AcoefQ = AcoefQ0 - sigw sigx (dd_KQp/Kech_Qp) dqs_ins/(1 - g_Q)
354! BcoefQ = BcoefQ0 - sigw sigx (dd_KQp/Kech_Qp) Gamma_phiq/(1 - g_Q)/dtime
355
356!==============================================================================
357
358
359!  Parameters
360!  ----------
361   Inert(1:knon) = 2000.
362   tau(1:knon) = sqrt(sigw(1:knon)/max(rpi*wdens(1:knon)*wcstar(1:knon)**2 , &
363                                       sigw(1:knon)*1.e-12,smallestreal))
364   sigx(1:knon) = 1.-sigw(1:knon)
365!! Compute Cp, Lv, qsat, dqsat_dT.
366!   C_p(1:knon) = RCpd
367!   L_v(1:knon) = RLvtt
368
369!      print *,' AAAA wx_pbl_dTs, C_p(j), qsat0(j), Ts0(j) : ', C_p(:), qsat0(:), Ts0(:)
370
371
372   T10_x(1:knon) = (AT_x(1:knon)/C_p(1:knon) - Kech_h_x(1:knon)*BT_x(1:knon)*dtime*Ts0_x(1:knon))/  &
373                   (1 - Kech_h_x(1:knon)*BT_x(1:knon)*dtime)
374   T10_w(1:knon) = (AT_w(1:knon)/C_p(1:knon) - Kech_h_w(1:knon)*BT_w(1:knon)*dtime*Ts0_w(1:knon))/  &
375                   (1 - Kech_h_w(1:knon)*BT_w(1:knon)*dtime)
376
377   phiT0_x(1:knon) = Kech_T_px(1:knon)*(AT_x(1:knon) - C_p(1:knon)*Ts0_x(1:knon))
378   phiT0_w(1:knon) = Kech_T_pw(1:knon)*(AT_w(1:knon) - C_p(1:knon)*Ts0_w(1:knon))
379
380   phiQ0_x(1:knon) = Kech_Q_sx(1:knon)*(beta(1:knon)*AQ_x(1:knon) - qsatsrf0_x(1:knon))
381   phiQ0_w(1:knon) = Kech_Q_sw(1:knon)*(beta(1:knon)*AQ_w(1:knon) - qsatsrf0_w(1:knon))
382
383   Rn0_x(1:knon) = eps_1*Rsigma*T10_x(1:knon)**4 - Rsigma*Ts0_x(1:knon)**4
384   Rn0_w(1:knon) = eps_1*Rsigma*T10_w(1:knon)**4 - Rsigma*Ts0_w(1:knon)**4
385
386   Rp1_x(1:knon) = 4*eps_1*Rsigma*T10_x(1:knon)**3
387   Rp1_w(1:knon) = 4*eps_1*Rsigma*T10_w(1:knon)**3
388
389   Rps_x(1:knon) = 4*Rsigma*Ts0_x(1:knon)**3
390   Rps_w(1:knon) = 4*Rsigma*Ts0_w(1:knon)**3
391
392!  DFlux_DT coefficients
393!  ---------------------
394!   Heat flux equation
395     HTphiT_x(1:knon) = C_p(1:knon)*Kech_T_px(1:knon)
396     HTphiT_w(1:knon) = C_p(1:knon)*Kech_T_pw(1:knon)                       
397!   Moisture flux equation
398     HTphiQ_x(1:knon) = beta(1:knon)*Kech_Q_sx(1:knon)*dqsatdT0_x(1:knon)
399     HTphiQ_w(1:knon) = beta(1:knon)*Kech_Q_sw(1:knon)*dqsatdT0_w(1:knon)         
400!   Radiation equation
401     HTRn_x(1:knon) = Rp1_x(1:knon)*Kech_T_px(1:knon)*BT_x(1:knon)*dtime + Rps_x(1:knon)
402     HTRn_w(1:knon) = Rp1_w(1:knon)*Kech_T_pw(1:knon)*BT_w(1:knon)*dtime + Rps_w(1:knon) 
403
404!  DFluxDQ coefficients
405!  ---------------------
406!   Heat flux equation
407     HQphiT_x(1:knon) = C_p(1:knon)*Kech_T_px(1:knon)*QQ_x(1:knon)
408     HQphiT_w(1:knon) = C_p(1:knon)*Kech_T_pw(1:knon)*QQ_w(1:knon)                 
409!   Moisture flux equation
410     HQphiQ_x(1:knon) = beta(1:knon)*Kech_Q_sx(1:knon)
411     HQphiQ_w(1:knon) = beta(1:knon)*Kech_Q_sw(1:knon)                   
412!   Radiation equation
413     HQRn_x(1:knon) = (Rp1_x(1:knon)*Kech_T_px(1:knon)*BT_x(1:knon)*dtime + Rps_x(1:knon))*QQ_x(1:knon)
414     HQRn_w(1:knon) = (Rp1_w(1:knon)*Kech_T_pw(1:knon)*BT_w(1:knon)*dtime + Rps_w(1:knon))*QQ_w(1:knon)
415
416! Mean values and w-x differences
417! -------------------------------
418  phiT0_b(1:knon) = sigw(1:knon)*phiT0_w(1:knon) + sigx(1:knon)*phiT0_x(1:knon)           
419  phiQ0_b(1:knon) = sigw(1:knon)*phiQ0_w(1:knon) + sigx(1:knon)*phiQ0_x(1:knon)         
420  Rn0_b(1:knon)   = sigw(1:knon)*Rn0_w(1:knon)   + sigx(1:knon)*Rn0_x(1:knon)         
421
422  dphiT0(1:knon) = phiT0_w(1:knon) - phiT0_x(1:knon)           
423  dphiQ0(1:knon) = phiQ0_w(1:knon) - phiQ0_x(1:knon)         
424  dRn0(1:knon)   = Rn0_w(1:knon)   - Rn0_x(1:knon)         
425
426  HTphiT_b(1:knon) = sigw(1:knon)*HTphiT_w(1:knon) + sigx(1:knon)*HTphiT_x(1:knon)           
427  dd_HTphiT(1:knon) = HTphiT_w(1:knon) - HTphiT_x(1:knon)
428
429  HTphiQ_b(1:knon) = sigw(1:knon)*HTphiQ_w(1:knon) + sigx(1:knon)*HTphiQ_x(1:knon)         
430  dd_HTphiQ(1:knon) = HTphiQ_w(1:knon) - HTphiQ_x(1:knon)
431
432  HTRn_b(1:knon)   = sigw(1:knon)*HTRn_w(1:knon)   + sigx(1:knon)*HTRn_x(1:knon)           
433  dd_HTRn(1:knon)   = HTRn_w(1:knon)   - HTRn_x(1:knon)
434
435  HQphiT_b(1:knon) = sigw(1:knon)*HQphiT_w(1:knon) + sigx(1:knon)*HQphiT_x(1:knon)         
436  dd_HQphiT(1:knon) = HQphiT_w(1:knon) - HQphiT_x(1:knon)
437
438  HQphiQ_b(1:knon) = sigw(1:knon)*HQphiQ_w(1:knon) + sigx(1:knon)*HQphiQ_x(1:knon)         
439  dd_HQphiQ(1:knon) = HQphiQ_w - HQphiQ_x(1:knon)
440
441  HQRn_b(1:knon)   = sigw(1:knon)*HQRn_w(1:knon)   + sigx(1:knon)*HQRn_x(1:knon)             
442  dd_HQRn(1:knon)   = HQRn_w(1:knon)   - HQRn_x(1:knon)
443
444! Feedback Gains
445! --------------
446 g_T(1:knon) = - (sqrt(tau(1:knon))/Inert(1:knon))  &
447               * (HTphiT_b(1:knon) + L_v(1:knon)*HTphiQ_b(1:knon) + HTRn_b(1:knon)  &
448                 + (dd_HTphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HTphiQ(1:knon) + dd_HTRn(1:knon))  &
449                 * (sigx(1:knon) - sigw(1:knon) - sigw(1:knon)*sigx(1:knon)*dd_HTphiT(1:knon)/HTphiT_b(1:knon)) )
450
451!!!! DO j = 1,knon
452!!!!  IF (mod(j,20) .EQ.0) THEN
453!!!!   print *, '   j     dd_QQ       QQ_b  dd_HQphiQ  dd_HQphiT   dd_HQRn   HQphiQ_b   HQphiT_b     HQRn_b '
454!!!!  ENDIF
455!!!!   print 1789, j, dd_QQ(j), QQ_b(j), dd_HQphiQ(j), dd_HQphiT(j), dd_HQRn(j), HQphiQ_b(j), HQphiT_b(j), HQRn_b(j)
456!!!! 1789 FORMAT( I4, 10(1X,E10.2))
457!!!! ENDDO
458   g_Q(1:knon) = - (dd_QQ(1:knon)/QQ_b(1:knon)) *  &
459                    (sigx(1:knon)-sigw(1:knon)-sigw(1:knon)*sigx(1:knon)*dd_KQs(1:knon)/Kech_Qs(1:knon)) &
460                 - sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon)*QQ_b(1:knon)) *  &
461                   ( HQphiT_b(1:knon) + L_v(1:knon)*HQphiQ_b(1:knon) + HQRn_b(1:knon) +  &
462                      (sigx(1:knon) - sigw(1:knon) - sigw(1:knon)*sigx(1:knon)*dd_KQs(1:knon)/Kech_Qs(1:knon)) *  &
463                       (dd_HQphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon) + dd_HQRn(1:knon)) )
464
465!!   g_Q(1:knon) = - (dd_QQ(1:knon)/QQ_b(1:knon)) *  &
466!!                    (sigx(1:knon)-sigw(1:knon)-sigw(1:knon)*sigx(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon)/HQphiQ_b(1:knon)) &
467!!                 - sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon)*QQ_b(1:knon)) *  &
468!!                   ( HQphiT_b(1:knon) + L_v(1:knon)*HQphiQ_b(1:knon) + HQRn_b(1:knon) +  &
469!!                      (sigx(1:knon) - sigw(1:knon) - sigw(1:knon)*sigx(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon)/HQphiQ_b(1:knon)) *  &
470!!                       (dd_HQphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon) + dd_HQRn(1:knon)) )
471
472!! g_Q(1:knon) = - (sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon)*QQ_b(1:knon))) *  &
473!!                 ( HQphiT_b(1:knon) + L_v(1:knon)*HQphiQ_b(1:knon) + HQRn_b(1:knon) )  &
474!!               - (sigx(1:knon) - sigw(1:knon) - sigw(1:knon)*sigx(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon)/HQphiQ_b(1:knon)) *   &
475!!                 ( dd_QQ(1:knon)/QQ_b(1:knon)   &
476!!                 + (sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon)*QQ_b(1:knon)))  &
477!!                 * (dd_HQphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon) + dd_HQRn(1:knon)) )
478
479!  Ts, qs Coupling coefficients                /
480!  ----------------------------
481  Gamma_phiT(1:knon) = (sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon)*HTphiT_b(1:knon)))  &
482                     * (dd_HTphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HTphiQ(1:knon) + dd_HTRn(1:knon))
483
484  Gamma_phiQ(1:knon) = (1./(Kech_Qs(1:knon)*QQ_b(1:knon))) * &
485                        ( dd_QQ(1:knon)   &
486                         + (sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon))) *  &
487                          (dd_HQphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon) + dd_HQRn(1:knon)) )
488
489!!  Gamma_phiQ(1:knon) = (beta(1:knon)/(HQphiQ_b(1:knon)*QQ_b(1:knon))) * &
490!!                        ( dd_QQ(1:knon)   &
491!!                         + (sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon))) *  &
492!!                          (dd_HQphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon) + dd_HQRn(1:knon)) )
493
494!!  Gamma_phiQ(1:knon) = (1/(HQphiQ_b(1:knon)*QQ_b(1:knon)))   &
495!!                     * ( dd_QQ(1:knon)   &
496!!                       + (sqrt(tau(1:knon))/(Inert(1:knon)))  &
497!!                       * (dd_HQphiT(1:knon) + L_v(1:knon)*dd_HQphiQ(1:knon) + dd_HQRn(1:knon)) )
498
499!  Insensitive changes
500!  -------------------
501  dTs_ins(1:knon)    = (sqrt(tau(1:knon))/Inert(1:knon))*  &
502                       (dphiT0(1:knon) + L_v(1:knon)*dphiQ0(1:knon) + dRn0(1:knon))
503
504  dqsatsrf_ins(1:knon) = (beta(1:knon)/QQ_b(1:knon))*dTs_ins(1:knon)
505
506   IF (prt_level >= 10) THEN
507      print *,'wx_pbl_merge, tau         ', tau
508      print *,'wx_pbl_merge, AcoefT0     ', AcoefT0
509      print *,'wx_pbl_merge, AcoefQ0     ', AcoefQ0
510      print *,'wx_pbl_merge, BcoefT0     ', BcoefT0
511      print *,'wx_pbl_merge, BcoefQ0     ', BcoefQ0
512      print *,'wx_pbl_merge, qsat0_w, qsat0_x ', (qsat0_w(j), qsat0_x(j),j=1,knon)
513      print *,'wx_pbl_merge, dqsatdT0_w, dqsatdT0_x ', (dqsatdT0_w(j), dqsatdT0_x(j),j=1,knon)
514   ENDIF
515
516!----------------------------------------------------------------------------
517
518!------------------------------------------------------------------------------
519
520!    Effective coefficients Acoef and Bcoef
521!    --------------------------------------
522   DO j = 1,knon
523     AcoefT(j) = AcoefT0(j) - sigw(j)*sigx(j)*(dd_KTp(j)/Kech_Tp(j))*C_p(j)*   &
524                 (dTs0(j) + (dTs_ins(j)-dTs0(j)-Gamma_phiT(j)*phiT0_b(j))/(1. - g_T(j)))
525     BcoefT(j) = BcoefT0(j) - sigw(j)*sigx(j)*(dd_KTp(j)/Kech_Tp(j))*C_p(j)*Gamma_phiT(j)/(1. - g_T(j))/dtime
526     
527     AcoefQ(j) = AcoefQ0(j) - sigw(j)*sigx(j)*(dd_KQs(j)/Kech_Qs(j))*    &
528                 (dqsatsrf0(j) + (dqsatsrf_ins(j)-(beta(j)/QQ_b(j))*dTs0(j)-Gamma_phiQ(j)*phiQ0_b(j))/(1 - g_Q(j)))/ &
529                 max(beta(j),1.e-4)
530     BcoefQ(j) = BcoefQ0(j) - sigw(j)*sigx(j)*(dd_KQs(j)/Kech_Qs(j))*Gamma_phiQ(j)/(1 - g_Q(j))/ &
531                 (max(beta(j),1.e-4)*dtime)
532!!     AcoefQ(j) = AcoefQ0(j) - sigw(j)*sigx(j)*(dd_KQs(j)/Kech_Qs(j))*    &
533!!                 (dqsatsrf0(j) + (dqsatsrf_ins(j)-(beta(j)/QQ_b(j))*dTs0(j)-Gamma_phiQ(j)*phiQ0_b(j))/(1 - g_Q(j)))/ &
534!!                 beta(j)
535!!     BcoefQ(j) = BcoefQ0(j) - sigw(j)*sigx(j)*(dd_KQs(j)/Kech_Qs(j))*Gamma_phiQ(j)/(1 - g_Q(j))/(beta(j)*dtime)
536   ENDDO ! j = 1,knon
537   
538   IF (prt_level >= 10) THEN
539   print *,'wx_pbl_dts AAAA BcoefQ, BcoefQ0, sigw ', &
540                            BcoefQ, BcoefQ0, sigw
541      print *,'wx_pbl_dts_merge, dTs_ins      ', dTs_ins
542      print *,'wx_pbl_dts_merge, dqs_ins      ', dqsatsrf_ins
543   ENDIF
544
545
546
547END SUBROUTINE wx_pbl_dts_merge
548
549SUBROUTINE wx_pbl_split(knon, nsrf, dtime, sigw, beta, iflag_split, &
550                       g_T, g_Q, &
551                       Gamma_phiT, Gamma_phiQ, &
552                       dTs_ins, dqsatsrf_ins, &
553                       phiT, phiQ, phiU, phiV, &
554!!!!                       HTRn_b, dd_HTRn, HTphiT_b, dd_HTphiT, &
555                       phiQ0_b, phiT0_b, &
556                       phiT_x, phiT_w, &
557                       phiQ_x, phiQ_w, &
558                       phiU_x, phiU_w, &
559                       phiV_x, phiV_w, &
560                       philat_x, philat_w, &
561!!!!                       Rn_b, dRn, &
562                       dqsatsrf, &
563                       dTs, delta_qsurf &
564                       )
565
566    USE wx_pbl_var_mod
567
568    USE lmdz_print_control, ONLY: prt_level,lunout
569    USE indice_sol_mod, ONLY: is_oce
570
571    INCLUDE "YOMCST.h"
572
573    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: knon    ! number of grid cells
574    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: nsrf    ! surface type
575    REAL,                         INTENT(IN)        :: dtime   ! time step size (s)
576    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: sigw ! cold pools fractional area
577    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: beta ! aridity factor
578    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: iflag_split
579    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: g_T, g_Q
580    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: Gamma_phiT, Gamma_phiQ
581    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: dTs_ins, dqsatsrf_ins
582    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiT, phiQ, phiU, phiV
583    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiQ0_b, phiT0_b
584
585    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: phiT_x, phiT_w
586    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: phiQ_x, phiQ_w
587    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: phiU_x, phiU_w
588    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: phiV_x, phiV_w
589    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: philat_x, philat_w
590    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: dqsatsrf      ! beta delta(qsat(Ts))
591    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: dTs           ! Temperature difference at surface
592    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: delta_qsurf
593
594!! Local variables
595    INTEGER                    :: j
596    REAL, DIMENSION(knon)      :: dphiT, dphiQ, dphiU, dphiV
597    REAL, DIMENSION(knon)      :: q1_x, q1_w
598
599    REAL, DIMENSION(knon)      :: sigx       ! fractional area of (x) region
600
601!----------------------------------------------------------------------------
602!  Equations
603!  ---------
604!!!!!! (1 - g_T) dTs    = dTs_ins    + Gamma_phiT phiT
605!!!!!! (1 - g_Q) dqsatsrf = dqsatsrf_ins + Gamma_phiQ phiQ
606!!!!!! dphiT = (dd_KTp/KTp) phiT + (     dd_AT - C_p dTs)*KxKwTp/KTp
607!!!!!! dphiQ = (dd_KQs/KQs) phiQ + (beta dd_AQ - dqsatsrf )*KxKwQs/KQs
608!!!!!! dphiU = (dd_KUp/KUp) phiU + (     dd_AU          )*KxKwUp/KUp
609!!!!!! dphiV = (dd_KVp/KVp) phiV + (     dd_AV          )*KxKwVp/KVp
610
611! (1 - g_T) (dTs-dTs0)    = dTs_ins-dTs0    + Gamma_phiT (phiT-phiT0)
612! (1 - g_Q) dqsatsrf = dqsatsrf_ins + Gamma_phiQ phiQ
613! dphiT = (dd_KTp/KTp) phiT + (     dd_AT - C_p dTs)*KxKwTp/KTp
614! dphiQ = (dd_KQs/KQs) phiQ + (beta dd_AQ - dqsatsrf )*KxKwQs/KQs
615! dphiU = (dd_KUp/KUp) phiU + (     dd_AU          )*KxKwUp/KUp
616! dphiV = (dd_KVp/KVp) phiV + (     dd_AV          )*KxKwVp/KVp
617
618!!
619        sigx(:) = 1.-sigw(:)
620
621!      print *,' AAAA wx_pbl_split, C_p(j), qsat0(j), Ts0(j) : ', C_p(:), qsat0(:), Ts0(:)
622
623   IF (iflag_split == 2 .AND. nsrf /= is_oce) THEN
624
625!   Delta_tsurf and  Delta_qsurf computation
626!   -----------------------------------------
627      IF (prt_level >=10 ) THEN
628        print *,' wx_pbl_split, dTs_ins, dTs0 , Gamma_phiT, g_T ', dTs_ins, dTs0, Gamma_phiT, g_T
629        print *,' wx_pbl_split, dqsatsrf_ins, Gamma_phiQ, g_q ', dqsatsrf_ins, Gamma_phiQ, g_q
630      ENDIF
631
632      DO j = 1,knon
633        dTs(j)    = dTs0(j) + (dTs_ins(j) - dTs0(j) + Gamma_phiT(j)*(phiT(j)-phiT0_b(j)) )/(1 - g_T(j))
634        dqsatsrf(j) = dqsatsrf0(j) + (dqsatsrf_ins(j) - (beta(j)/QQ_b(j))*dTs0(j) + &
635                       Gamma_phiQ(j)*(phiQ(j)-phiQ0_b(j)) )/(1 - g_Q(j))
636      ENDDO ! j = 1,knon
637
638        IF (prt_level >=10 ) THEN
639          print *,' wx_pbl_split, dqsatsrf0, QQ_b ', dqsatsrf0, QQ_b
640          print *,' wx_pbl_split, phiT0_b, phiT, dTs ', phiT0_b, phiT, dTs
641          print *,' wx_pbl_split, phiQ0_b, phiQ, dqsatsrf ', phiQ0_b, phiQ, dqsatsrf
642        ENDIF
643   ELSE
644        dTs(:) = 0.
645        dqsatsrf(:) = 0.
646   ENDIF ! (iflag_split .EQ. 2 .AND. nsrf .NE. is_oce)
647
648     DO j = 1,knon
649       dphiT(j) = (phiT(j)*dd_KTp(j) + (        dd_AT(j) - C_p(j)*dTs(j))*KxKwTp(j))/Kech_Tp(j)
650       dphiQ(j) = (phiQ(j)*dd_KQs(j) + (beta(j)*dd_AQ(j) -        dqsatsrf(j))*KxKwQs(j))/Kech_Qs(j)
651       dphiU(j) = (phiU(j)*dd_KUp(j) +          dd_AU(j)                 *KxKwUp(j))/Kech_Up(j)
652       dphiV(j) = (phiV(j)*dd_KVp(j) +          dd_AV(j)                 *KxKwVp(j))/Kech_Vp(j)
653
654       phiT_x(j)=phiT(j) - sigw(j)*dphiT(j)
655       phiT_w(j)=phiT(j) + sigx(j)*dphiT(j)
656       phiQ_x(j)=phiQ(j) - sigw(j)*dphiQ(j)
657       phiQ_w(j)=phiQ(j) + sigx(j)*dphiQ(j)
658       phiU_x(j)=phiU(j) - sigw(j)*dphiU(j)
659       phiU_w(j)=phiU(j) + sigx(j)*dphiU(j)
660       phiV_x(j)=phiV(j) - sigw(j)*dphiV(j)
661       phiV_w(j)=phiV(j) + sigx(j)*dphiV(j)
662
663       philat_x(j)=phiQ_x(j)*RLVTT
664       philat_w(j)=phiQ_w(j)*RLVTT
665     ENDDO ! j = 1,knon
666
667     DO j = 1,knon
668       q1_x(j) = AQ_x(j) + BQ_x(j)*phiQ_x(j)*dtime
669       q1_w(j) = AQ_w(j) + BQ_w(j)*phiQ_w(j)*dtime
670     ENDDO ! j = 1,knon
671     DO j = 1,knon
672       delta_qsurf(j) = (1.-beta(j))*(q1_w(j) - q1_x(j)) + dqsatsrf(j)
673     ENDDO ! j = 1,knon
674
675!!  Do j = 1,knon
676!!     print *,'XXXsplit : j, q1_x(j), AQ_x(j), BQ_x(j), phiQ_x(j) ', j, q1_x(j), AQ_x(j), BQ_x(j), phiQ_x(j)
677!!     print *,'XXXsplit : j, q1_w(j), AQ_w(j), BQ_w(j), phiQ_w(j) ', j, q1_w(j), AQ_w(j), BQ_w(j), phiQ_w(j)
678!!  ENDDO
679
680        IF (prt_level >=10 ) THEN
681          print *,' wx_pbl_split, phiT, dphiT, dTs ', phiT, dphiT, dTs
682          print *,' wx_pbl_split, phiQ, dphiQ, dqsatsrf ', phiQ, dphiQ, dqsatsrf
683        ENDIF
684
685        IF (prt_level >=10 ) THEN
686!!          print *,' wx_pbl_split, verif dqsatsrf = beta dqsatdT0 dTs '
687!!          print *,' wx_pbl_split, dqsatsrf, dqsatdT0*dTs ', dqsatsrf, dqsatdT0*dTs
688        ENDIF
689
690!!    IF (knon .NE. 0) THEN
691!!       call  iophys_ecrit('sigw', 1,'sigw', '.',sigw)
692!!       call  iophys_ecrit('phit', 1,'phit', 'W/m2',phit)
693!!       call  iophys_ecrit('phit_w', 1,'phit_w', 'W/m2',phit_w)
694!!       call  iophys_ecrit('phit_x', 1,'phit_x', 'W/m2',phit_x)
695!!       call  iophys_ecrit('phiq', 1,'phiq', 'kg/m2/s',phiq)
696!!       call  iophys_ecrit('phiq_w', 1,'phiq_w', 'kg/m2/s',phiq_w)
697!!       call  iophys_ecrit('phiq_x', 1,'phiq_x', 'kg/m2/s',phiq_x)
698!!       call  iophys_ecrit('q1_w', 1,'q1_w', '.',q1_w)
699!!       call  iophys_ecrit('q1_x', 1,'q1_x', '.',q1_x)
700!!    ENDIF  ! (knon .NE. 0)
701
702
703
704END SUBROUTINE wx_pbl_split
705
706SUBROUTINE wx_pbl_check( knon, dtime, ypplay, ypaprs, &
707                               sigw, beta, iflag_split,   &
708                               Ts0_b9, dTs09,   &
709                               qs_b9, Ts_b9,  &                         ! yqsurf, Tsurf_new
710                               dTs9, dqsatsrf9,   &
711                               AcoefT_x, AcoefT_w, &
712                               BcoefT_x, BcoefT_w, &
713                               AcoefT0, AcoefQ0, BcoefT0, BcoefQ0, &
714                               AcoefT,  AcoefQ,  BcoefT,  BcoefQ, &
715                               phiT_b9, phiQ_b9,  &
716                               phiT_x9, phiT_w9, &
717                               phiQ_x9, phiQ_w9 &
718                               )
719
720    USE wx_pbl_var_mod
721
722    USE lmdz_print_control, ONLY: prt_level,lunout
723
724    INCLUDE "YOMCST.h"
725    INCLUDE "FCTTRE.h"
726    INCLUDE "YOETHF.h"
727
728    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: knon         ! number of grid cells
729    REAL,                         INTENT(IN)        :: dtime        ! time step size (s)
730    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypplay       ! mid-layer pressure (Pa)
731    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypaprs       ! pressure at layer interfaces (pa)
732    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: sigw         ! cold pools fractional area
733    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: beta         ! aridity factor
734    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: iflag_split
735    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: Ts0_b9, dTs09
736    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: qs_b9, Ts_b9         ! yqsurf, Tsurf_new
737    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: dTs9, dqsatsrf9
738    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT_x, AcoefT_w
739    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: BcoefT_x, BcoefT_w
740    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT0, AcoefQ0, BcoefT0, BcoefQ0
741
742    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT, AcoefQ, BcoefT, BcoefQ
743    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiT_b9, phiQ_b9
744    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiT_x9, phiT_w9
745    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiQ_x9, phiQ_w9
746
747!! Local variables
748    INTEGER                    :: j
749    REAL, DIMENSION(knon)      :: sigx                 ! fractional area of (x) region
750    REAL, DIMENSION(knon)      :: AcoefT_b, AcoefQ_b   ! mean values of AcoefT and AcoefQ
751    REAL                       :: zzt, zzq, zzqsat
752    REAL                       :: zdelta, zcvm5, zcor, qsat
753    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsat_w, qsat_x
754    REAL, DIMENSION(knon)      :: dqsatdT_w, dqsatdT_x
755    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsat_bs              ! qsat(Ts_b)
756    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsat01, dqsatdT01
757    REAL, DIMENSION(knon)      :: Ts_x, Ts_w, qs_x, qs_w
758    REAL, DIMENSION(knon)      :: T1_x, T1_w, q1_x, q1_w
759    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rn_x, Rn_w
760    REAL, DIMENSION(knon)      :: phiQ0_x, phiQ0_w
761    REAL, DIMENSION(knon)      :: Ta, qa
762    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsatsrf_w, qsatsrf_x, qsatsrf_b
763    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsurf_w, qsurf_x
764    REAL                       :: dphiT, dphiQ
765    REAL                       :: dqsatsrf1
766    REAL                       :: phiT_w1, phiT_w2
767    REAL                       :: phiT_x1, phiT_x2
768    REAL                       :: phiQ_w1, phiQ_w2, phiQ_w3
769    REAL                       :: phiQ_x1, phiQ_x2, phiQ_x3
770    REAL                       :: phiT_b1, phiQ_b1
771    REAL                       :: Kech_Q_sw1, Kech_Q_sx1
772    REAL                       :: evap_pot
773
774!----------------------------------------------------------------------------
775! Equations to be checked:
776! -----------------------
777!  Input : Ts0_b, dTs0, Ts_b, dTs, qsatsrf_b, dqsatsrf,
778!          phiT_b, phiQ_b, phiT_w, phiT_x, phiQ_w, phiQ_x,
779
780!          AcoefT, AcoefQ, AcoefT_w, AcoefQ_w, AcoefT_x, AcoefQ_x,
781!          BcoefT, BcoefQ, BcoefT_w, BcoefQ_w, BcoefT_x, BcoefQ_x
782
783!  C_p T1_w = AcoefT_w + BcoefT_w phiT_w Delta t          C_p T1_x = AcoefT_x + BcoefT_x phiT_x Delta t
784!  q1_w = AQ_w + BQ_w phiQ_w Delta t                      q1_x = AQ_x + BQ_x phiQ_x Delta t
785!  qsatsrf_w = beta qsat(Ts_w)                            qsatsrf_x = beta qsat(Ts_x)
786!  qsurf_w = (1-beta) q1_w + qsatsrf_w                    qsurf_x = (1-beta) q1_x + qsatsrf_x
787!  phiT_w = Kech_h_w C_p ( T1_w - Ts_w)                   phiT_x = Kech_h_x C_p ( T1_x - Ts_x)             
788!  phiT_w = Kech_T_pw ( AcoefT_w - C_p Ts_w)              phiT_x = Kech_T_px ( AcoefT_x - C_p Ts_x)
789!  phiq_w = Kech_h_w ( beta q1_w - qsatsrf_w)             phiq_x = Kech_h_x ( beta q1_x - qsatsrf_x))
790!  phiq_w = Kech_Q_sw (beta AQ_w -qsatsrf_w)              phiq_x = Kech_Q_sx (beta AQ_x -qsatsrf_x)
791!  phiq_w = Kech_h_w (q1_w - qsurf_w)                     phiq_x = Kech_h_x (q1_x - qsurf_x)
792!  phiT_b = sigw phiT_w + sigx phiT_x                     dphiT = phiT_w - phiT_x
793!  phiQ_b = sigw phiQ_w + sigx phiQ_x                     dphiQ = phiQ_w - phiQ_x
794!  Ts_b = sigw Ts_w + sigx Ts_x                           dTs = Ts_w - Ts_x
795!  qsatsrf_b = sigw qsatsrf_w + sigx qsatsrf_x
796!  C_p Ta = AcoefT + BcoefT phiT_b Delta t
797!  qa = AcoefQ + BcoefQ phiQ_b Delta t
798!  phiT_b = Kech_h C_p (Ta - Ts_b)
799!  phiQ_b = beta Kech_h (qa - qsatsrf_b)
800!  dTs = sqrt(tau)/I (dphit + L_v dphiq + dR)
801
802!----------------------------------------------------------------------------
803
804!!
805        sigx(:) = 1.-sigw(:)
806        AcoefT_b(1:knon) = AcoefT_x(1:knon) + sigw(1:knon)*dd_AT(1:knon)
807        AcoefQ_b(1:knon) = AQ_x(1:knon) + sigw(1:knon)*dd_AQ(1:knon)
808
809! Compute the three qsat and dqsatdTs
810! ---------------------------------------------
811!!   C_p(1:knon) = RCpd
812!!   L_v(1:knon) = RLvtt
813    IF (prt_level >=10 ) THEN
814      print *,' AAAA wx_pbl_check, C_p(j), qsat0(j), Ts0(j) : ', C_p(:), qsat0(:), Ts0(:)
815    ENDIF ! (prt_level >=10 )
816
817   DO j = 1, knon
818      zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-Ts0_b9(j)))
819      zcvm5 = R5LES*(1.-zdelta) + R5IES*zdelta
820      qsat = R2ES*FOEEW(Ts0_b9(j),zdelta)/ypaprs(j,1)
821      qsat = MIN(0.5,qsat)
822      zcor = 1./(1.-RETV*qsat)
823      qsat01(j) = fqsat*qsat*zcor
824!!      dqsatdT0(j) = FOEDE(Ts0_b(j),zdelta,zcvm5,qsat0(j),zcor)/RLVTT    ! jyg 20210116
825!!      dqsatdT0(j) = (RLvtt*(1.-zdelta)+RLSTT*zdelta)*qsat0(j)/(Rv*Ts0_b(j)*Ts0_b(j))
826      dqsatdT01(j) = fqsat*FOEDE(Ts0_b9(j),zdelta,zcvm5,qsat01(j),zcor)
827   ENDDO
828
829!--------------------------------------------------------------------------------------------------
830        IF (prt_level >=10 ) THEN
831
832          DO j = 1, knon
833
834   print *,'wx_pbl_check: Kech_h, Kech_q ', Kech_h(j), Kech_q(j)
835
836  Ta(j) = (AcoefT(j) + BcoefT(j)*phiT_b9(j)*dtime)/C_p(j)
837  qa(j) = AcoefQ(j) + BcoefQ(j)*phiQ_b9(j)*dtime
838    print *, 'wx_pbl_check: j, Ta, qa ', Ta(j), qa(j)
839
840  qsat_bs(j) = qsat01(j) + dqsatdT01(j)*(Ts_b9(j)-Ts0_b9(j))
841
842   print *,'wx_pbl_check: qsat01, qsat_bs ', j,qsat01(j), qsat_bs(j)
843
844  Ts_x(j) = Ts_b9(j) - sigw(j)*dTs9(j)
845  Ts_w(j) = Ts_b9(j) + sigx(j)*dTs9(j)
846    print *, 'wx_pbl_check: j, Ts_b9, Ts_w, Ts_x ', j, Ts_b9(j), Ts_w(j), Ts_x(j)
847
848  qsat_x(j) = qsat0_x(j) + dqsatdT0_x(j)*(Ts_x(j)-Ts0_x(j))
849  qsat_w(j) = qsat0_w(j) + dqsatdT0_w(j)*(Ts_w(j)-Ts0_w(j))
850
851   print *,'wx_pbl_check: qsat0_w, qsat0_x, qsat_w, qsat_x ', qsat0_w(j), qsat0_x(j), qsat_w(j), qsat_x(j)
852
853  T1_x(j) = (AcoefT_x(j) + BcoefT_x(j)*phiT_x9(j)*dtime) / C_p(j)
854  T1_w(j) = (AcoefT_w(j) + BcoefT_w(j)*phiT_w9(j)*dtime) / C_p(j)
855    print *, 'wx_pbl_check: j, T1_w, T1_x ', j, T1_w(j), T1_x(j)
856
857  q1_x(j) = AQ_x(j) + BQ_x(j)*phiQ_x9(j)*dtime
858  q1_w(j) = AQ_w(j) + BQ_w(j)*phiQ_w9(j)*dtime
859    print *, 'wx_pbl_check: j, q1_w, q1_x ', j, q1_w(j), q1_x(j)
860
861   qsatsrf_x(j) = beta(j)*qsat_x(j)
862   qsatsrf_w(j) = beta(j)*qsat_w(j)
863   qsatsrf_b(j) = sigw(j)*qsatsrf_w(j) + sigx(j)*qsatsrf_x(j)
864
865   dqsatsrf1 = qsatsrf_w(j) - qsatsrf_x(j)
866    print *, 'wx_pbl_check: j, qsatsrf_w, qsatsrf_x, dqsatsrf1, dqsatsrf9 ', &
867                          qsatsrf_w(j), qsatsrf_x(j), dqsatsrf1, dqsatsrf9(j)
868
869   qsurf_x(j) = (1-beta(j))*q1_x(j) + qsatsrf_x(j)
870   qsurf_w(j) = (1-beta(j))*q1_w(j) + qsatsrf_w(j)
871    print *, 'wx_pbl_check: j, qsurf_w, qsurf_x ', j, qsurf_w(j), qsurf_x(j)
872
873!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
874!  Test qsat01 = qsat0    et   dqsatdT01 = dqsatdT0
875!------------------------------------------------------------------------------------------------------
876   print *, 'wx_pbl_check: j, qsat01(j), qsat0(j) ', j, qsat01(j), qsat0(j)
877   print *, 'wx_pbl_check: j, dqsatdT01(j), dqsatdT0(j) ', j, dqsatdT01(j), dqsatdT0(j)
878
879!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
880!  Test Kexh_Q_sw = Kech_q_w/(1.-beta*Kech_q_w*BcoefQ)   Kexh_Q_sx = Kech_q_x/(1.-beta*Kech_q_x*BcoefQ)
881!------------------------------------------------------------------------------------------------------
882  Kech_Q_sx1 = Kech_q_x(j)/(1.-beta(j)*Kech_q_x(j)*BQ_x(j)*dtime)
883  Kech_Q_sw1 = Kech_q_w(j)/(1.-beta(j)*Kech_q_w(j)*BQ_w(j)*dtime)
884    print *, 'wx_pbl_check: j, Kech_Q_sx1, Kech_Q_sx(j)', j, Kech_Q_sx1, Kech_Q_sx(j)
885    print *, 'wx_pbl_check: j, Kech_Q_sw1, Kech_Q_sw(j)', j, Kech_Q_sw1, Kech_Q_sw(j)
886
887!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
888!  Test phiT_w = Kech_h_w*C_p(j)*(T1_w(j)-Ts_w(j))        phiT_x = Kech_h_x*C_p(j)*(T1_x(j)-Ts_x(j))
889!-----------------------------------------------------
890    phiT_x1 = Kech_h_x(j)*C_p(j)*(T1_x(j)-Ts_x(j))
891    phiT_w1 = Kech_h_w(j)*C_p(j)*(T1_w(j)-Ts_w(j))
892
893!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
894!  Test phiT_w = Kech_T_pw*(AcoefT_w(j)-C_p(j)*Ts_w(j))   phiT_x = Kech_T_px*(AcoefT_x(j)-C_p(j)*Ts_x(j))
895!-----------------------------------------------------
896    phiT_x2 = Kech_T_px(j)*(AcoefT_x(j)-C_p(j)*Ts_x(j))
897    phiT_w2 = Kech_T_pw(j)*(AcoefT_w(j)-C_p(j)*Ts_w(j))
898    print *, 'wx_pbl_check: j, phiT_w1, phiT_w2, phiT_w9 ', j, phiT_w1, phiT_w2, phiT_w9(j)
899    print *, 'wx_pbl_check: j, phiT_x1, phiT_x2, phiT_x9 ', j, phiT_x1, phiT_x2, phiT_x9(j)
900
901!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
902!  Test phiq_w = Kech_q_w ( beta q1_w - qsatsrf_w)    phiq_x = Kech_q_x ( beta q1_x - qsatsrf_x))
903!--------------------------------------------------------------
904    phiq_x1 = Kech_q_x(j)*( beta(j)*q1_x(j) - qsatsrf_x(j))
905    phiq_w1 = Kech_q_w(j)*( beta(j)*q1_w(j) - qsatsrf_w(j))
906
907!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
908!  Test  phiq_w = Kech_Q_sw (beta AQ_w -qsatsrf_w)     phiq_x = Kech_Q_sx (beta AQ_x -qsatsrf_x)
909!--------------------------------------------------------------
910    phiq_x2 = Kech_Q_sx(j)*(beta(j)*AQ_x(j) -qsatsrf_x(j))
911    phiq_w2 = Kech_Q_sw(j)*(beta(j)*AQ_w(j) -qsatsrf_w(j))
912
913!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
914!  Test phiq_w = Kech_q_w ( q1_w - qsurf_w)    phiq_x = Kech_q_x ( q1_x - qsurf_x))
915!--------------------------------------------------------------
916    phiq_x3 = Kech_q_x(j)*( q1_x(j) - qsurf_x(j))
917    phiq_w3 = Kech_q_w(j)*( q1_w(j) - qsurf_w(j))
918    print *, 'wx_pbl_check: j, phiQ_w1, phiQ_w2, phiQ_w3, phiQ_w9 ', j, phiQ_w1, phiQ_w2, phiQ_w3, phiQ_w9(j)
919    print *, 'wx_pbl_check: j, phiQ_x1, phiQ_x2, phiQ_x3, phiQ_x9 ', j, phiQ_x1, phiQ_x2, phiQ_x3, phiQ_x9(j)
920
921!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
922!  Test phiT_b = Kech_h C_p (Ta - Ts_b)
923!--------------------------------------------------------------
924   phiT_b1 = Kech_h(j)*C_p(j)*(Ta(j) - Ts_b9(j))
925   print *, 'wx_pbl_check: j, phiT_b1, PhiT_b9 ', j, phiT_b1, PhiT_b9(j)
926
927!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
928!  Test phiQ_b = beta Kech_q (qa - qsat_bs)
929!--------------------------------------------------------------
930   evap_pot = Kech_q(j)*(qa(j) - qsat_bs(j))
931   phiQ_b1 = beta(j)*Kech_q(j)*(qa(j) - qsat_bs(j))
932   print *, 'wx_pbl_check: j, beta, evap_pot, phiQ_b1, PhiQ_b9 ', j, beta(j), evap_pot, phiQ_b1, PhiQ_b9(j)
933
934
935          ENDDO  ! j = 1, knon
936         
937        ENDIF   ! (prt_level >=10 )
938!--------------------------------------------------------------------------------------------------
939
940
941
942END SUBROUTINE wx_pbl_check
943
944SUBROUTINE wx_pbl_dts_check( knon, dtime, ypplay, ypaprs, &
945                               sigw, beta, iflag_split,   &
946                               Ts0_b9, dTs09,   &
947                               qs_b9, Ts_b9,  &                         ! yqsurf, Tsurf_new
948                               dqsatsrf9, dTs9, delta_qsurf9,   &
949                               AcoefT_x, AcoefT_w, &
950                               BcoefT_x, BcoefT_w, &
951                               AcoefT0, AcoefQ0, BcoefT0, BcoefQ0, &
952                               AcoefT,  AcoefQ,  BcoefT,  BcoefQ, &
953                               HTphiT_b, dd_HTphiT, HTphiQ_b, dd_HTphiQ, HTRn_b, dd_HTRn, &
954                               phiT0_b9, dphiT09, phiQ0_b9, dphiQ09, Rn0_b9, dRn09, &
955                               g_T, g_Q, &
956                               Gamma_phiT, Gamma_phiQ, &
957                               dTs_ins, dqsatsrf_ins, &
958                               phiT_b9, phiQ_b9,  &
959                               phiT_x9, phiT_w9, &
960                               phiQ_x9, phiQ_w9  &
961                               )
962
963    USE wx_pbl_var_mod
964
965    USE lmdz_print_control, ONLY: prt_level,lunout
966
967    INCLUDE "YOMCST.h"
968    INCLUDE "FCTTRE.h"
969    INCLUDE "YOETHF.h"
970
971    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: knon         ! number of grid cells
972    REAL,                         INTENT(IN)        :: dtime        ! time step size (s)
973    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypplay       ! mid-layer pressure (Pa)
974    REAL, DIMENSION(knon,klev),   INTENT(IN)        :: ypaprs       ! pressure at layer interfaces (pa)
975    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: sigw         ! cold pools fractional area
976    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: beta         ! aridity factor
977    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: iflag_split
978    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: Ts0_b9, dTs09
979    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: qs_b9, Ts_b9         ! yqsurf, Tsurf_new
980    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: dTs9, dqsatsrf9
981    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: delta_qsurf9
982    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT_x, AcoefT_w
983    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: BcoefT_x, BcoefT_w
984    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT0, AcoefQ0, BcoefT0, BcoefQ0
985
986    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: AcoefT, AcoefQ, BcoefT, BcoefQ
987    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: HTphiT_b, dd_HTphiT, HTphiQ_b, dd_HTphiQ, HTRn_b, dd_HTRn
988    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiT0_b9, dphiT09, phiQ0_b9, dphiQ09, Rn0_b9, dRn09
989    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: g_T, g_Q
990    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: Gamma_phiT, Gamma_phiQ
991    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: dTs_ins, dqsatsrf_ins
992    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiT_b9, phiQ_b9
993    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiT_x9, phiT_w9
994    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: phiQ_x9, phiQ_w9
995
996!! Local variables
997    INTEGER                    :: j
998    REAL, DIMENSION(knon)      :: sigx       ! fractional area of (x) region
999    REAL, DIMENSION(knon)      :: AcoefT_b, AcoefQ_b   ! mean values of AcoefT and AcoefQ
1000    REAL                       :: zzt, zzq, zzqsat
1001    REAL                       :: zdelta, zcvm5, zcor, qsat
1002    REAL, DIMENSION(knon)      :: qsat_w, qsat_x
1003    REAL, DIMENSION(knon)      :: Ts_x, Ts_w, qs_x, qs_w
1004    REAL, DIMENSION(knon)      :: T1_x, T1_w, q1_x, q1_w
1005    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rn_x, Rn_w
1006    REAL, DIMENSION(knon)      :: Rn_b, dRn
1007    REAL, DIMENSION(knon)      :: phiQ0_x, phiQ0_w
1008    REAL, DIMENSION(knon)      :: Ta, qa
1009    REAL, DIMENSION(knon)      :: err_phiT_w, err_phiT_x
1010    REAL, DIMENSION(knon)      :: err_phiq_w, err_phiq_x
1011    REAL, DIMENSION(knon)      :: err_phiT_b
1012    REAL, DIMENSION(knon)      :: err_phiQ_b
1013    REAL, DIMENSION(knon)      :: err2_phiT_b
1014    REAL                       :: T1A_x, T1A_w, q1A_x, q1A_w
1015    REAL                       :: qsatsrf_w, qsatsrf_x, qsatsrfb, qsbA
1016    REAL                       :: dphiT, dphiQ
1017    REAL                       :: dphiT_H, dphiQ_H
1018    REAL                       :: phiQ_pot
1019    REAL                       :: phiQ_w_m_phiQ0_w
1020    REAL                       :: phiQ_x_m_phiQ0_x
1021    REAL                       :: dphiQ_m_dphiQ0
1022    REAL                       :: dphiT_m_dphiT0
1023    REAL                       :: dRN_m_dRn0
1024    REAL                       :: phiTb_m_phiT0b
1025
1026!----------------------------------------------------------------------------
1027! Equations to be checked:
1028! -----------------------
1029!  Input : Ts0_b, dTs0, Ts_b, dTs, qsatsrf_b, dqsatsrf,
1030!          phiT_b, phiQ_b, phiT_w, phiT_x, phiQ_w, phiQ_x,
1031
1032!          AcoefT, AcoefQ, AcoefT_w, AcoefQ_w, AcoefT_x, AcoefQ_x,
1033!          BcoefT, BcoefQ, BcoefT_w, BcoefQ_w, BcoefT_x, BcoefQ_x
1034
1035!  Ts_w = Ts_b + sigx dTs                                 Ts_x = Ts_b - sigw dTs
1036!  T1_w = AcoefT_w + BcoefT_w phiT_w Delta t              T1_x = AcoefT_x + BcoefT_x phiT_x Delta t
1037!  q1_w = AcoefQ_w + BcoefQ_w phiQ_w Delta t              q1_x = AcoefQ_x + BcoefQ_x phiQ_x Delta t
1038!  phiT_w = Kech_h_w ( T1_w - Ts_w)                       phiT_x = Kech_h_x ( T1_x - Ts_x)             
1039!  phiq_w = beta Kech_h_w ( q1_w - qsat(Ts_w))            phiq_x = beta Kech_h_x ( q1_x - qsat(Ts_x))
1040!  phiT_b = sigw phiT_w + sigx phiT_x                     dphiT = phiT_w - phiT_x
1041!  phiQ_b = sigw phiQ_w + sigx phiQ_x                     dphiQ = phiQ_w - phiQ_x
1042!  Ts_b = sigw Ts_w + sigx Ts_x                           dTs = Ts_w - Ts_x
1043!  Ta = AcoefT + BcoefT phiT_b Delta t
1044!  qa = AcoefQ + BcoefQ phiQ_b Delta t
1045!  phiT_b = Kech_h (Ta - Ts_b)
1046!  phiQ_b = beta Kech_h (qa - qsat(Ts_b))
1047!  dTs = sqrt(tau)/I (dphit + L_v dphiq + dR)
1048
1049!----------------------------------------------------------------------------
1050
1051!!
1052        sigx(:) = 1.-sigw(:)
1053        AcoefT_b(1:knon) = AcoefT_x(1:knon) + sigw(1:knon)*dd_AT(1:knon)
1054        AcoefQ_b(1:knon) = AQ_x(1:knon) + sigw(1:knon)*dd_AQ(1:knon)
1055
1056   IF (prt_level >=10 ) THEN
1057    print *,'->wx_pbl_dts_check, HTphiT_b, HTphiQ_b, HTRn_b ', &
1058                             HTphiT_b, HTphiQ_b, HTRn_b
1059    print *,'->wx_pbl_dts_check, dd_HTphiT, dd_HTphiQ, dd_HTRn ', &
1060                             dd_HTphiT, dd_HTphiQ, dd_HTRn
1061   ENDIF ! (prt_level >=10 )
1062
1063! Compute the three qsat and dqsatdTs
1064! ---------------------------------------------
1065!!      print *,' AAAA wx_pbl_dts_check, C_p(j), qsat0(j), Ts0(j) : ',  &
1066!!                                      (C_p(j), qsat0(j), Ts0(j), j = 1,knon)
1067
1068
1069!--------------------------------------------------------------------------------------------------
1070        IF (prt_level >=10 ) THEN
1071
1072          DO j = 1, knon
1073  Ts_x(j) = Ts_b9(j) - sigw(j)*dTs9(j)
1074  Ts_w(j) = Ts_b9(j) + sigx(j)*dTs9(j)
1075    print *, 'wx_pbl_dts_check: j, Ts_b9, Ts_w, Ts_x ', j, Ts_b9(j), Ts_w(j), Ts_x(j)
1076
1077  qsat_x(j) = qsat0_x(j) + dqsatdT0_x(j)*(Ts_x(j)-Ts0_x(j))
1078  qsat_w(j) = qsat0_w(j) + dqsatdT0_w(j)*(Ts_w(j)-Ts0_w(j))
1079
1080  T1_x(j) = (AcoefT_x(j) + BcoefT_x(j)*phiT_x9(j)*dtime) / C_p(j)
1081  T1_w(j) = (AcoefT_w(j) + BcoefT_w(j)*phiT_w9(j)*dtime) / C_p(j)
1082    print *, 'wx_pbl_dts_check: j, T1_w, T1_x ', j, T1_w(j), T1_x(j)
1083
1084  q1_x(j) = AQ_x(j) + BQ_x(j)*phiQ_x9(j)*dtime
1085  q1_w(j) = AQ_w(j) + BQ_w(j)*phiQ_w9(j)*dtime
1086    print *, 'wx_pbl_dts_check: j, q1_w, q1_x ', j, q1_w(j), q1_x(j)
1087
1088    Rn_x(j) = eps_1*Rsigma*T1_x(j)**4 - Rsigma*Ts_x(j)**4
1089    Rn_w(j) = eps_1*Rsigma*T1_w(j)**4 - Rsigma*Ts_w(j)**4
1090    Rn_b(j) = sigw(j)*Rn_w(j) + sigx(j)*Rn_x(j)
1091    dRn(j) = dRn09(j) - ( HTRn_b(j) &
1092                        +(sigx(j)-sigw(j))*dd_HTRn(j) &
1093                        -sigw(j)*sigx(j)*dd_HTRn(j)*dd_HTphiT(j)/HTphiT_b(j) &
1094                       )*(dTs9(j)-dTs09(j)) &
1095                    + dd_HTRn(j)/HTphiT_b(j)*(phiT_b9(j)-phiT0_b9(j))
1096
1097          print *,'wx_pbl_dts_check, dphiT, L_v*dphiQ, dRn, dTs ', &
1098              phiT_w9(j)-phiT_x9(j), L_v(j)*(phiQ_w9(j)-phiQ_x9(j)), dRn(j), dTs9(j)
1099
1100  phiQ0_x(j) = PhiQ0_b9(j) - sigw(j)*dphiQ09(j)
1101  phiQ0_w(j) = PhiQ0_b9(j) + sigx(j)*dphiQ09(j)
1102
1103!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1104!  Test phiQ_w-phiQ0_w = -beta*Kech_Q_sw*dqsatdT_w*(Ts_w-Ts0_w)
1105!--------------------------------------------------------------
1106  print *,'wx_pbl_dts_check: beta(j), Kech_Q_sw(j), dqsatdT0_w(j), Ts_w(j), Ts0_w(j) ', &
1107                         beta(j), Kech_Q_sw(j), dqsatdT0_w(j), Ts_w(j), Ts0_w(j)
1108  phiQ_w_m_phiQ0_w = -beta(j)*Kech_Q_sw(j)*dqsatdT0_w(j)*(Ts_w(j)-Ts0_w(j))
1109    print *,'wx_pbl_dts_check: j, phiQ_w9-phiQ0_w, phiQ_w_m_phiQ0_w ', &
1110                           j, phiQ_w9(j)-phiQ0_w(j), phiQ_w_m_phiQ0_w
1111
1112!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1113!  Test phiQ_x-phiQ0_x = -beta*Kech_Q_sx*dqsatdT_x*(Ts_x-Ts0_x)
1114!--------------------------------------------------------------
1115  phiQ_x_m_phiQ0_x = -beta(j)*Kech_Q_sx(j)*dqsatdT0_x(j)*(Ts_x(j)-Ts0_x(j))
1116    print *,'wx_pbl_dts_check: j, phiQ_x9-phiQ0_x, phiQ_x_m_phiQ0_x ', &
1117                           j, phiQ_x9(j)-phiQ0_x(j), phiQ_x_m_phiQ0_x
1118
1119!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1120!  Test dphiT-dphiT0 = -(HTphiT_b+(sigx-sigw)*dd_HTphiT)*(dTs-dTs0) - dd_HTphiT*(Ts_b-Ts0_b)
1121!-------------------------------------------------------------------------------------------
1122 dphiT = phiT_w9(j) - phiT_x9(j)
1123 dphiT_m_dphiT0 = -(HTphiT_b(j)+(sigx(j)-sigw(j))*dd_HTphiT(j))*(dTs9(j)-dTs09(j)) &
1124                  - dd_HTphiT(j)*(Ts_b9(j)-Ts0_b9(j))
1125 print *,'wx_pbl_dts_check: j, dphiT-dphiT09, dphiT_m_dphiT0 ',j, dphiT-dphiT09(j), dphiT_m_dphiT0
1126
1127!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1128!  Test dphiQ-dphiQ0 = -(HTphiQ_b+(sigx-sigw)*dd_HTphiQ)*(dTs-dTs0) - dd_HTphiQ*(Ts_b-Ts0_b)
1129!-------------------------------------------------------------------------------------------
1130 dphiQ = phiQ_w9(j) - phiQ_x9(j)
1131 dphiQ_m_dphiQ0 = -(HTphiQ_b(j)+(sigx(j)-sigw(j))*dd_HTphiQ(j))*(dTs9(j)-dTs09(j)) &
1132                  - dd_HTphiQ(j)*(Ts_b9(j)-Ts0_b9(j))
1133 print *,'wx_pbl_dts_check: j, dphiQ-dphiQ09, dphiQ_m_dphiQ0 ',j, dphiQ-dphiQ09(j), dphiQ_m_dphiQ0
1134
1135!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1136!  Test dRn-dRn0 = -(HTRn_b+(sigx-sigw)*dd_HTRn)*(dTs-dTs0) - dd_HTRn*(Ts_b-Ts0_b)
1137!-------------------------------------------------------------------------------------------
1138 dRn_m_dRn0 = -(HTRn_b(j)+(sigx(j)-sigw(j))*dd_HTRn(j))*(dTs9(j)-dTs09(j)) &
1139                  - dd_HTRn(j)*(Ts_b9(j)-Ts0_b9(j))
1140 print *,'wx_pbl_dts_check: j, dRn-dRn09, dRn_m_dRn0 ',j, dRn-dRn09(j), dRn_m_dRn0
1141
1142!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1143!  Test phiT_b-phiT0_b = -sigx*sigw*dd_HTphiT*(dTs-dTs0) - HTphiT_b*(Ts_b-Ts0_b)
1144!-------------------------------------------------------------------------------
1145   phiTb_m_phiT0b = -sigx(j)*sigw(j)*dd_HTphiT(j)*(dTs9(j)-dTs09(j)) - HTphiT_b(j)*(Ts_b9(j)-Ts0_b9(j))
1146   print *,'wx_pbl_dts_check: j, phiT_b9-phiT0_b9, phiTb_m_phiT0b ',j ,phiT_b9(j)-phiT0_b9(j), phiTb_m_phiT0b
1147
1148!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1149!  Test phiT_w, phiT_x, dphiT from HTphiT
1150!------------------------------------------
1151!  phiT_w = Kech_h_w C_p ( T1_w - Ts_w)                   phiT_x = Kech_h_x C_p ( T1_x - Ts_x)             
1152  err_phiT_x(j) = Kech_h_x(j)*C_p(j)*(T1_x(j) - Ts_x(j)) - phiT_x9(j)
1153  err_phiT_w(j) = Kech_h_w(j)*C_p(j)*(T1_w(j) - Ts_w(j)) - phiT_w9(j)
1154    print *, 'wx_pbl_dts_check: j, phiT_w9, phiT_x9, err_phiT_w, err_phiT_x ',   &
1155                            j, phiT_w9(j), phiT_x9(j), err_phiT_w(j), err_phiT_x(j)
1156  dphiT = phiT_w9(j) - phiT_x9(j)
1157  dphiT_H = dphiT09(j) - ( HTphiT_b(j) &
1158                            +(sigx(j)-sigw(j))*dd_HTphiT(j) &
1159                            -sigw(j)*sigx(j)*dd_HTphiT(j)*dd_HTphiT(j)/HTphiT_b(j) &
1160                           )*(dTs9(j)-dTs09(j)) &
1161                         + dd_HTphiT(j)/HTphiT_b(j)*(phiT_b9(j)-phiT0_b9(j))
1162    print *,'wx_pbl_dts_check: j, dphiT, dphiT_H ', j, dphiT, dphiT_H
1163
1164!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1165!  Test phiq_w, phiq_x, dphiq from HTphiq
1166!------------------------------------------
1167
1168!  phiq_w = beta Kech_q_w ( q1_w - qsat(Ts_w))            phiq_x = beta Kech_q_x ( q1_x - qsat(Ts_x))
1169  err_phiq_x(j) = beta(j)*Kech_q_x(j)*( q1_x(j) - qsat_x(j)) - phiq_x9(j)
1170  err_phiq_w(j) = beta(j)*Kech_q_w(j)*( q1_w(j) - qsat_w(j)) - phiq_w9(j)
1171  dphiQ = phiQ_w9(j) - phiQ_x9(j)
1172  dphiQ_H = dphiQ09(j) - ( HTphiQ_b(j) &
1173                            +(sigx(j)-sigw(j))*dd_HTphiQ(j) &
1174                            -sigw(j)*sigx(j)*dd_HTphiQ(j)*dd_HTphiT(j)/HTphiT_b(j) &
1175                           )*(dTs9(j)-dTs09(j)) &
1176                         + dd_HTphiQ(j)/HTphiT_b(j)*(phiT_b9(j)-phiT0_b9(j))
1177    print *,'wx_pbl_dts_check: j, dphiQ, dphiQ_H ', j, dphiQ, dphiQ_H
1178
1179!  phiT_b = sigw phiT_w + sigx phiT_x                     dphiT = phiT_w - phiT_x
1180  err_phiT_b(j) = sigw(j)*phiT_w9(j) + sigx(j)*phiT_x9(j) - phiT_b9(j)
1181
1182!  phiQ_b = sigw phiQ_w + sigx phiQ_x                     dphiQ = phiQ_w - phiQ_x
1183  err_phiQ_b(j) = sigw(j)*phiQ_w9(j) + sigx(j)*phiQ_x9(j) - phiQ_b9(j)
1184
1185!  Ta = AcoefT + BcoefT phiT_b Delta t
1186!  phiT_b = Kech_h C_p (Ta - Ts_b)
1187  Ta(j) = (AcoefT(j) + BcoefT(j)*phiT_b9(j)*dtime) / C_p(j)
1188  err2_phiT_b(j) = Kech_h(j)*C_p(j)*(Ta(j) - Ts_b9(j)) - phiT_b9(j)
1189    print *, 'wx_pbl_dts_check: j, Ta, phiT_b9, err2_phiT_b ',   &
1190                            j, Ta(j), phiT_b9(j), err2_phiT_b(j)
1191
1192          ENDDO  ! j = 1, knon
1193         
1194        ENDIF   ! (prt_level >=10 )
1195!--------------------------------------------------------------------------------------------------
1196
1197
1198END SUBROUTINE wx_pbl_dts_check
1199
1200SUBROUTINE wx_evappot(knon, q1, Ts, evap_pot)
1201
1202    USE wx_pbl_var_mod
1203
1204    INTEGER,                      INTENT(IN)        :: knon     ! number of grid cells
1205    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: q1       ! specific humidity in layer 1
1206    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(IN)        :: Ts       ! surface temperature
1207
1208    REAL, DIMENSION(knon),        INTENT(OUT)       :: evap_pot ! potential evaporation
1209
1210    INTEGER                   :: j
1211    REAL                      :: qsat_bs
1212
1213 DO j = 1,knon
1214   evap_pot(j) = Kech_q(j)*(qsat0(j)+dqsatdT0(j)*(Ts(j)-Ts0(j))-q1(j))
1215
1216  qsat_bs = qsat0(j)+dqsatdT0(j)*(Ts(j)-Ts0(j))
1217!!  print *,'wx_evappot : Kech_q, qsat_bs, qa, evap_pot ', Kech_q(j), qsat_bs, q1(j), evap_pot(j)
1218 ENDDO
1219
1220
1221END SUBROUTINE wx_evappot
1222
1223END MODULE wx_pbl_mod
1224
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.