1 | MODULE lmdz_thermcell_plume_6A |
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2 | ! |
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3 | ! $Id: lmdz_thermcell_plume_6A.F90 4727 2023-10-19 14:02:57Z oboucher $ |
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4 | ! |
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5 | CONTAINS |
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6 | |
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7 | SUBROUTINE thermcell_plume_6A(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz, & |
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8 | & zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot, & |
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9 | & lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva, & |
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10 | & ztla,zqla,zqta,zha,zw2,w_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter & |
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11 | & ,lev_out,lunout1,igout) |
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12 | ! & ,lev_out,lunout1,igout,zbuoy,zbuoyjam) |
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13 | !-------------------------------------------------------------------------- |
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14 | !thermcell_plume: calcule les valeurs de qt, thetal et w dans l ascendance |
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15 | !-------------------------------------------------------------------------- |
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16 | |
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17 | USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level,fact_thermals_ed_dz,iflag_thermals_ed,RLvCP,RETV,RG |
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18 | USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: fact_epsilon, betalpha, afact, fact_shell |
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19 | USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: detr_min, entr_min, detr_q_coef, detr_q_power |
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20 | USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: mix0, thermals_flag_alim |
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21 | USE lmdz_thermcell_alim, ONLY : thermcell_alim |
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22 | USE lmdz_thermcell_qsat, ONLY : thermcell_qsat |
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23 | |
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24 | |
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25 | IMPLICIT NONE |
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26 | |
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27 | integer,intent(in) :: itap,lev_out,lunout1,igout,ngrid,nlay |
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28 | real,intent(in) :: ptimestep |
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29 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay) :: ztv |
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30 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay) :: zthl |
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31 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay) :: po |
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32 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay) :: zl |
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33 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay) :: rhobarz |
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34 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay+1) :: zlev |
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35 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay+1) :: pplev |
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36 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay) :: pphi |
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37 | real,intent(in),dimension(ngrid,nlay) :: zpspsk |
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38 | real,intent(in),dimension(ngrid) :: f0 |
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39 | |
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40 | integer,intent(out) :: lalim(ngrid) |
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41 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: alim_star |
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42 | real,intent(out),dimension(ngrid) :: alim_star_tot |
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43 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: detr_star |
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44 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: entr_star |
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45 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay+1) :: f_star |
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46 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: csc |
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47 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: ztva |
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48 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: ztla |
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49 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: zqla |
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50 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: zqta |
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51 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: zha |
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52 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay+1) :: zw2 |
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53 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay+1) :: w_est |
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54 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: ztva_est |
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55 | real,intent(out),dimension(ngrid,nlay) :: zqsatth |
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56 | integer,intent(out),dimension(ngrid) :: lmix |
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57 | integer,intent(out),dimension(ngrid) :: lmix_bis |
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58 | real,intent(out),dimension(ngrid) :: linter |
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59 | |
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60 | REAL zdw2,zdw2bis |
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61 | REAL zw2modif |
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62 | REAL zw2fact,zw2factbis |
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63 | REAL,dimension(ngrid,nlay) :: zeps |
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64 | |
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65 | REAL, dimension(ngrid) :: wmaxa(ngrid) |
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66 | |
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67 | INTEGER ig,l,k,lt,it,lm |
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68 | integer nbpb |
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69 | |
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70 | real,dimension(ngrid,nlay) :: detr |
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71 | real,dimension(ngrid,nlay) :: entr |
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72 | real,dimension(ngrid,nlay+1) :: wa_moy |
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73 | real,dimension(ngrid,nlay) :: ztv_est |
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74 | real,dimension(ngrid) :: ztemp,zqsat |
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75 | real,dimension(ngrid,nlay) :: zqla_est |
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76 | real,dimension(ngrid,nlay) :: zta_est |
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77 | |
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78 | real,dimension(ngrid,nlay) :: zbuoy,gamma,zdqt |
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79 | real zdz,zalpha,zw2m |
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80 | real,dimension(ngrid,nlay) :: zbuoyjam,zdqtjam |
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81 | real zbuoybis,zdz2,zdz3,lmel,entrbis,zdzbis |
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82 | real, dimension(ngrid) :: d_temp |
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83 | real ztv1,ztv2,factinv,zinv,zlmel |
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84 | real zlmelup,zlmeldwn,zlt,zltdwn,zltup |
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85 | real atv1,atv2,btv1,btv2 |
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86 | real ztv_est1,ztv_est2 |
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87 | real zcor,zdelta,zcvm5,qlbef |
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88 | real zbetalpha, coefzlmel |
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89 | real eps |
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90 | logical Zsat |
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91 | LOGICAL,dimension(ngrid) :: active,activetmp |
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92 | REAL fact_gamma,fact_gamma2,fact_epsilon2 |
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93 | REAL coefc |
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94 | REAL,dimension(ngrid,nlay) :: c2 |
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95 | |
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96 | if (ngrid==1) print*,'THERMCELL PLUME MODIFIE 2014/07/11' |
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97 | Zsat=.false. |
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98 | ! Initialisation |
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99 | |
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100 | |
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101 | zbetalpha=betalpha/(1.+betalpha) |
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102 | |
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103 | |
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104 | ! Initialisations des variables r?elles |
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105 | if (1==1) then |
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106 | ztva(:,:)=ztv(:,:) |
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107 | ztva_est(:,:)=ztva(:,:) |
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108 | ztv_est(:,:)=ztv(:,:) |
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109 | ztla(:,:)=zthl(:,:) |
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110 | zqta(:,:)=po(:,:) |
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111 | zqla(:,:)=0. |
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112 | zha(:,:) = ztva(:,:) |
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113 | else |
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114 | ztva(:,:)=0. |
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115 | ztv_est(:,:)=0. |
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116 | ztva_est(:,:)=0. |
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117 | ztla(:,:)=0. |
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118 | zqta(:,:)=0. |
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119 | zha(:,:) =0. |
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120 | endif |
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121 | |
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122 | zqla_est(:,:)=0. |
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123 | zqsatth(:,:)=0. |
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124 | zqla(:,:)=0. |
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125 | detr_star(:,:)=0. |
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126 | entr_star(:,:)=0. |
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127 | alim_star(:,:)=0. |
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128 | alim_star_tot(:)=0. |
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129 | csc(:,:)=0. |
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130 | detr(:,:)=0. |
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131 | entr(:,:)=0. |
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132 | zw2(:,:)=0. |
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133 | zbuoy(:,:)=0. |
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134 | zbuoyjam(:,:)=0. |
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135 | gamma(:,:)=0. |
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136 | zeps(:,:)=0. |
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137 | w_est(:,:)=0. |
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138 | f_star(:,:)=0. |
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139 | wa_moy(:,:)=0. |
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140 | linter(:)=1. |
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141 | ! linter(:)=1. |
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142 | ! Initialisation des variables entieres |
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143 | lmix(:)=1 |
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144 | lmix_bis(:)=2 |
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145 | wmaxa(:)=0. |
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146 | |
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147 | ! Initialisation a 0 en cas de sortie dans replay |
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148 | zqsat(:)=0. |
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149 | zta_est(:,:)=0. |
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150 | zdqt(:,:)=0. |
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151 | zdqtjam(:,:)=0. |
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152 | c2(:,:)=0. |
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153 | |
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154 | |
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155 | !------------------------------------------------------------------------- |
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156 | ! On ne considere comme actif que les colonnes dont les deux premieres |
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157 | ! couches sont instables. |
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158 | !------------------------------------------------------------------------- |
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159 | |
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160 | active(:)=ztv(:,1)>ztv(:,2) |
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161 | d_temp(:)=0. ! Pour activer un contraste de temperature a la base |
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162 | ! du panache |
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163 | ! Cet appel pourrait être fait avant thermcell_plume dans thermcell_main |
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164 | CALL thermcell_alim(thermals_flag_alim,ngrid,nlay,ztv,d_temp,zlev,alim_star,lalim) |
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165 | |
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166 | !------------------------------------------------------------------------------ |
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167 | ! Calcul dans la premiere couche |
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168 | ! On decide dans cette version que le thermique n'est actif que si la premiere |
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169 | ! couche est instable. |
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170 | ! Pourrait etre change si on veut que le thermiques puisse se d??clencher |
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171 | ! dans une couche l>1 |
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172 | !------------------------------------------------------------------------------ |
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173 | do ig=1,ngrid |
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174 | ! Le panache va prendre au debut les caracteristiques de l'air contenu |
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175 | ! dans cette couche. |
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176 | if (active(ig)) then |
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177 | ztla(ig,1)=zthl(ig,1) |
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178 | zqta(ig,1)=po(ig,1) |
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179 | zqla(ig,1)=zl(ig,1) |
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180 | !cr: attention, prise en compte de f*(1)=1 |
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181 | f_star(ig,2)=alim_star(ig,1) |
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182 | zw2(ig,2)=2.*RG*(ztv(ig,1)-ztv(ig,2))/ztv(ig,2) & |
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183 | & *(zlev(ig,2)-zlev(ig,1)) & |
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184 | & *0.4*pphi(ig,1)/(pphi(ig,2)-pphi(ig,1)) |
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185 | w_est(ig,2)=zw2(ig,2) |
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186 | endif |
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187 | enddo |
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188 | ! |
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189 | |
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190 | !============================================================================== |
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191 | !boucle de calcul de la vitesse verticale dans le thermique |
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192 | !============================================================================== |
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193 | do l=2,nlay-1 |
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194 | !============================================================================== |
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195 | |
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196 | |
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197 | ! On decide si le thermique est encore actif ou non |
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198 | ! AFaire : Il faut sans doute ajouter entr_star a alim_star dans ce test |
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199 | do ig=1,ngrid |
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200 | active(ig)=active(ig) & |
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201 | & .and. zw2(ig,l)>1.e-10 & |
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202 | & .and. f_star(ig,l)+alim_star(ig,l)>1.e-10 |
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203 | enddo |
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204 | |
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205 | |
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206 | |
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207 | !--------------------------------------------------------------------------- |
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208 | ! calcul des proprietes thermodynamiques et de la vitesse de la couche l |
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209 | ! sans tenir compte du detrainement et de l'entrainement dans cette |
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210 | ! couche |
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211 | ! C'est a dire qu'on suppose |
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212 | ! ztla(l)=ztla(l-1) et zqta(l)=zqta(l-1) |
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213 | ! Ici encore, on doit pouvoir ajouter entr_star (qui peut etre calculer |
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214 | ! avant) a l'alimentation pour avoir un calcul plus propre |
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215 | !--------------------------------------------------------------------------- |
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216 | |
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217 | ztemp(:)=zpspsk(:,l)*ztla(:,l-1) |
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218 | call thermcell_qsat(ngrid,active,pplev(:,l),ztemp,zqta(:,l-1),zqsat(:)) |
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219 | do ig=1,ngrid |
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220 | ! print*,'active',active(ig),ig,l |
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221 | if(active(ig)) then |
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222 | zqla_est(ig,l)=max(0.,zqta(ig,l-1)-zqsat(ig)) |
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223 | ztva_est(ig,l) = ztla(ig,l-1)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*zqla_est(ig,l) |
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224 | zta_est(ig,l)=ztva_est(ig,l) |
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225 | ztva_est(ig,l) = ztva_est(ig,l)/zpspsk(ig,l) |
---|
226 | ztva_est(ig,l) = ztva_est(ig,l)*(1.+RETV*(zqta(ig,l-1) & |
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227 | & -zqla_est(ig,l))-zqla_est(ig,l)) |
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228 | |
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229 | |
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230 | !Modif AJAM |
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231 | |
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232 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
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233 | zdz=zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l) |
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234 | lmel=fact_thermals_ed_dz*zlev(ig,l) |
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235 | ! lmel=0.09*zlev(ig,l) |
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236 | zlmel=zlev(ig,l)+lmel |
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237 | zlmelup=zlmel+(zdz/2) |
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238 | zlmeldwn=zlmel-(zdz/2) |
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239 | |
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240 | lt=l+1 |
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241 | zlt=zlev(ig,lt) |
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242 | zdz3=zlev(ig,lt+1)-zlt |
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243 | zltdwn=zlt-zdz3/2 |
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244 | zltup=zlt+zdz3/2 |
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245 | |
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246 | !========================================================================= |
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247 | ! 3. Calcul de la flotabilite modifie par melange avec l'air au dessus |
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248 | !========================================================================= |
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249 | |
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250 | !-------------------------------------------------- |
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251 | if (iflag_thermals_ed.lt.8) then |
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252 | !-------------------------------------------------- |
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253 | !AJ052014: J'ai remplac?? la boucle do par un do while |
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254 | ! afin de faire moins de calcul dans la boucle |
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255 | !-------------------------------------------------- |
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256 | do while (zlmelup.gt.zltup) |
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257 | lt=lt+1 |
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258 | zlt=zlev(ig,lt) |
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259 | zdz3=zlev(ig,lt+1)-zlt |
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260 | zltdwn=zlt-zdz3/2 |
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261 | zltup=zlt+zdz3/2 |
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262 | enddo |
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263 | !-------------------------------------------------- |
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264 | !AJ052014: Si iflag_thermals_ed<8 (par ex 6), alors |
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265 | ! on cherche o?? se trouve l'altitude d'inversion |
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266 | ! en calculant ztv1 (interpolation de la valeur de |
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267 | ! theta au niveau lt en utilisant les niveaux lt-1 et |
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268 | ! lt-2) et ztv2 (interpolation avec les niveaux lt+1 |
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269 | ! et lt+2). Si theta r??ellement calcul??e au niveau lt |
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270 | ! comprise entre ztv1 et ztv2, alors il y a inversion |
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271 | ! et on calcule son altitude zinv en supposant que ztv(lt) |
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272 | ! est une combinaison lineaire de ztv1 et ztv2. |
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273 | ! Ensuite, on calcule la flottabilite en comparant |
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274 | ! la temperature de la couche l a celle de l'air situe |
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275 | ! l+lmel plus haut, ce qui necessite de savoir quel fraction |
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276 | ! de cet air est au-dessus ou en-dessous de l'inversion |
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277 | !-------------------------------------------------- |
---|
278 | atv1=(ztv(ig,lt-1)-ztv(ig,lt-2))/(zlev(ig,lt-1)-zlev(ig,lt-2)) |
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279 | btv1=(ztv(ig,lt-2)*zlev(ig,lt-1)-ztv(ig,lt-1)*zlev(ig,lt-2)) & |
---|
280 | & /(zlev(ig,lt-1)-zlev(ig,lt-2)) |
---|
281 | atv2=(ztv(ig,lt+2)-ztv(ig,lt+1))/(zlev(ig,lt+2)-zlev(ig,lt+1)) |
---|
282 | btv2=(ztv(ig,lt+1)*zlev(ig,lt+2)-ztv(ig,lt+2)*zlev(ig,lt+1)) & |
---|
283 | & /(zlev(ig,lt+2)-zlev(ig,lt+1)) |
---|
284 | |
---|
285 | ztv1=atv1*zlt+btv1 |
---|
286 | ztv2=atv2*zlt+btv2 |
---|
287 | |
---|
288 | if (ztv(ig,lt).gt.ztv1.and.ztv(ig,lt).lt.ztv2) then |
---|
289 | |
---|
290 | !-------------------------------------------------- |
---|
291 | !AJ052014: D??calage de zinv qui est entre le haut |
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292 | ! et le bas de la couche lt |
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293 | !-------------------------------------------------- |
---|
294 | factinv=(ztv2-ztv(ig,lt))/(ztv2-ztv1) |
---|
295 | zinv=zltdwn+zdz3*factinv |
---|
296 | |
---|
297 | |
---|
298 | if (zlmeldwn.ge.zinv) then |
---|
299 | ztv_est(ig,l)=atv2*zlmel+btv2 |
---|
300 | zbuoyjam(ig,l)=fact_shell*RG*(ztva_est(ig,l)-ztv_est(ig,l))/ztv_est(ig,l) & |
---|
301 | & +(1.-fact_shell)*zbuoy(ig,l) |
---|
302 | elseif (zlmelup.ge.zinv) then |
---|
303 | ztv_est2=atv2*0.5*(zlmelup+zinv)+btv2 |
---|
304 | ztv_est1=atv1*0.5*(zinv+zlmeldwn)+btv1 |
---|
305 | ztv_est(ig,l)=((zlmelup-zinv)/zdz)*ztv_est2+((zinv-zlmeldwn)/zdz)*ztv_est1 |
---|
306 | |
---|
307 | zbuoyjam(ig,l)=fact_shell*RG*(((zlmelup-zinv)/zdz)*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
308 | & ztv_est2)/ztv_est2+((zinv-zlmeldwn)/zdz)*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
309 | & ztv_est1)/ztv_est1)+(1.-fact_shell)*zbuoy(ig,l) |
---|
310 | |
---|
311 | else |
---|
312 | ztv_est(ig,l)=atv1*zlmel+btv1 |
---|
313 | zbuoyjam(ig,l)=fact_shell*RG*(ztva_est(ig,l)-ztv_est(ig,l))/ztv_est(ig,l) & |
---|
314 | & +(1.-fact_shell)*zbuoy(ig,l) |
---|
315 | endif |
---|
316 | |
---|
317 | else ! if (ztv(ig,lt).gt.ztv1.and.ztv(ig,lt).lt.ztv2) then |
---|
318 | |
---|
319 | if (zlmeldwn.gt.zltdwn) then |
---|
320 | zbuoyjam(ig,l)=fact_shell*RG*((ztva_est(ig,l)- & |
---|
321 | & ztv(ig,lt))/ztv(ig,lt))+(1.-fact_shell)*zbuoy(ig,l) |
---|
322 | else |
---|
323 | zbuoyjam(ig,l)=fact_shell*RG*(((zlmelup-zltdwn)/zdz)*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
324 | & ztv(ig,lt))/ztv(ig,lt)+((zltdwn-zlmeldwn)/zdz)*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
325 | & ztv(ig,lt-1))/ztv(ig,lt-1))+(1.-fact_shell)*zbuoy(ig,l) |
---|
326 | |
---|
327 | endif |
---|
328 | |
---|
329 | ! zbuoyjam(ig,l)=fact_shell*RG*(((zlmelup-zltdwn)/zdz)*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
330 | ! & ztv1)/ztv1+((zltdwn-zlmeldwn)/zdz)*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
331 | ! & ztv(ig,lt-1))/ztv(ig,lt-1))+(1.-fact_shell)*zbuoy(ig,l) |
---|
332 | ! zdqt(ig,l)=Max(0.,((lmel+zdz3-zdz2)/zdz3)*(zqta(ig,l-1)- & |
---|
333 | ! & po(ig,lt))/po(ig,lt)+((zdz2-lmel)/zdz3)*(zqta(ig,l-1)- & |
---|
334 | ! & po(ig,lt-1))/po(ig,lt-1)) |
---|
335 | endif ! if (ztv(ig,lt).gt.ztv1.and.ztv(ig,lt).lt.ztv2) then |
---|
336 | |
---|
337 | else ! if (iflag_thermals_ed.lt.8) then |
---|
338 | lt=l+1 |
---|
339 | zlt=zlev(ig,lt) |
---|
340 | zdz2=zlev(ig,lt)-zlev(ig,l) |
---|
341 | |
---|
342 | do while (lmel.gt.zdz2) |
---|
343 | lt=lt+1 |
---|
344 | zlt=zlev(ig,lt) |
---|
345 | zdz2=zlt-zlev(ig,l) |
---|
346 | enddo |
---|
347 | zdz3=zlev(ig,lt+1)-zlt |
---|
348 | zltdwn=zlev(ig,lt)-zdz3/2 |
---|
349 | zlmelup=zlmel+(zdz/2) |
---|
350 | coefzlmel=Min(1.,(zlmelup-zltdwn)/zdz) |
---|
351 | zbuoyjam(ig,l)=1.*RG*(coefzlmel*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
352 | & ztv(ig,lt))/ztv(ig,lt)+(1.-coefzlmel)*(ztva_est(ig,l)- & |
---|
353 | & ztv(ig,lt-1))/ztv(ig,lt-1))+0.*zbuoy(ig,l) |
---|
354 | endif ! if (iflag_thermals_ed.lt.8) then |
---|
355 | |
---|
356 | !------------------------------------------------ |
---|
357 | !AJAM:nouveau calcul de w? |
---|
358 | !------------------------------------------------ |
---|
359 | zdz=zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l) |
---|
360 | zdzbis=zlev(ig,l)-zlev(ig,l-1) |
---|
361 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
362 | |
---|
363 | zw2fact=fact_epsilon*2.*zdz/(1.+betalpha) |
---|
364 | zw2factbis=fact_epsilon*2.*zdzbis/(1.+betalpha) |
---|
365 | zdw2=afact*zbuoy(ig,l)/fact_epsilon |
---|
366 | zdw2bis=afact*zbuoy(ig,l-1)/fact_epsilon |
---|
367 | ! zdw2bis=0.5*(zdw2+zdw2bis) |
---|
368 | lm=Max(1,l-2) |
---|
369 | ! zdw2=(afact/fact_epsilon)*((zdz/zdzbis)*zbuoy(ig,l) & |
---|
370 | ! & +((zdzbis-zdz)/zdzbis)*zbuoy(ig,l-1)) |
---|
371 | ! zdw2bis=(afact/fact_epsilon)*((zdz/zdzbis)*zbuoy(ig,l-1) & |
---|
372 | ! & +((zdzbis-zdz)/zdzbis)*zbuoy(ig,l-1)) |
---|
373 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(w_est(ig,l)-zdw2)+zdw2) |
---|
374 | ! w_est(ig,l+1)=(zdz/zdzbis)*Max(0.0001,exp(-zw2fact)* & |
---|
375 | ! & (w_est(ig,l)-zdw2)+zdw2)+(zdzbis-zdz)/zdzbis* & |
---|
376 | ! & Max(0.0001,exp(-zw2factbis)*(w_est(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2) |
---|
377 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(1-exp(-zw2fact))*zdw2+w_est(ig,l)*exp(-zw2fact)) |
---|
378 | |
---|
379 | !-------------------------------------------------- |
---|
380 | !AJ052014: J'ai remplac? w_est(ig,l) par zw2(ig,l) |
---|
381 | !-------------------------------------------------- |
---|
382 | if (iflag_thermals_ed==8) then |
---|
383 | ! Ancienne version |
---|
384 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/zdzbis)*(exp(-zw2fact)* & |
---|
385 | ! & (w_est(ig,l)-zdw2)+zdw2)+(zdzbis-zdz)/zdzbis* & |
---|
386 | ! & (exp(-zw2factbis)*(w_est(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2)) |
---|
387 | |
---|
388 | w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(w_est(ig,l)-zdw2)+zdw2) |
---|
389 | |
---|
390 | ! Nouvelle version Arnaud |
---|
391 | else |
---|
392 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/zdzbis)*(exp(-zw2fact)* & |
---|
393 | ! & (w_est(ig,l)-zdw2)+zdw2)+(zdzbis-zdz)/zdzbis* & |
---|
394 | ! & (exp(-zw2factbis)*(w_est(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2)) |
---|
395 | |
---|
396 | w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(w_est(ig,l)-zdw2bis)+zdw2) |
---|
397 | |
---|
398 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/(zdzbis+zdz))*(exp(-zw2fact)* & |
---|
399 | ! & (w_est(ig,l)-zdw2bis)+zdw2)+(zdzbis/(zdzbis+zdz))* & |
---|
400 | ! & (exp(-zw2factbis)*(w_est(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2bis)) |
---|
401 | |
---|
402 | |
---|
403 | |
---|
404 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(w_est(ig,l)+zdw2bis*zw2fact)*exp(-zw2fact)) |
---|
405 | |
---|
406 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/zdzbis)*(zw2(ig,l)+zdw2*zw2fact)*exp(-zw2fact)+ & |
---|
407 | ! & (zdzbis-zdz)/zdzbis*(zw2(ig,l-1)+zdw2bis*zw2factbis)*exp(-zw2factbis)) |
---|
408 | |
---|
409 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2factbis)*(w_est(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2) |
---|
410 | |
---|
411 | endif |
---|
412 | |
---|
413 | |
---|
414 | if (iflag_thermals_ed<6) then |
---|
415 | zalpha=f0(ig)*f_star(ig,l)/sqrt(w_est(ig,l+1))/rhobarz(ig,l) |
---|
416 | ! fact_epsilon=0.0005/(zalpha+0.025)**0.5 |
---|
417 | ! fact_epsilon=Min(0.003,0.0004/(zalpha)**0.5) |
---|
418 | fact_epsilon=0.0002/(zalpha+0.1) |
---|
419 | zw2fact=fact_epsilon*2.*zdz/(1.+betalpha) |
---|
420 | zw2factbis=fact_epsilon*2.*zdzbis/(1.+betalpha) |
---|
421 | zdw2=afact*zbuoy(ig,l)/fact_epsilon |
---|
422 | zdw2bis=afact*zbuoy(ig,l-1)/fact_epsilon |
---|
423 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(zw2(ig,l)+zdw2*zw2fact)*exp(-zw2fact)) |
---|
424 | |
---|
425 | ! w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/zdzbis)*(exp(-zw2fact)* & |
---|
426 | ! & (zw2(ig,l)-zdw2)+zdw2)+(zdzbis-zdz)/zdzbis* & |
---|
427 | ! & (exp(-zw2factbis)*(zw2(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2)) |
---|
428 | |
---|
429 | w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(w_est(ig,l)-zdw2bis)+zdw2) |
---|
430 | |
---|
431 | |
---|
432 | endif |
---|
433 | !-------------------------------------------------- |
---|
434 | !AJ052014: J'ai comment? ce if plus n?cessaire puisqu' |
---|
435 | !on fait max(0.0001,.....) |
---|
436 | !-------------------------------------------------- |
---|
437 | |
---|
438 | ! if (w_est(ig,l+1).lt.0.) then |
---|
439 | ! w_est(ig,l+1)=zw2(ig,l) |
---|
440 | ! w_est(ig,l+1)=0.0001 |
---|
441 | ! endif |
---|
442 | |
---|
443 | endif |
---|
444 | enddo |
---|
445 | |
---|
446 | |
---|
447 | !------------------------------------------------- |
---|
448 | !calcul des taux d'entrainement et de detrainement |
---|
449 | !------------------------------------------------- |
---|
450 | |
---|
451 | do ig=1,ngrid |
---|
452 | if (active(ig)) then |
---|
453 | |
---|
454 | ! zw2m=max(0.5*(w_est(ig,l)+w_est(ig,l+1)),0.1) |
---|
455 | zw2m=w_est(ig,l+1) |
---|
456 | ! zw2m=zw2(ig,l) |
---|
457 | zdz=zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l) |
---|
458 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
459 | ! zbuoybis=zbuoy(ig,l)+RG*0.1/300. |
---|
460 | zbuoybis=zbuoy(ig,l) |
---|
461 | zalpha=f0(ig)*f_star(ig,l)/sqrt(w_est(ig,l+1))/rhobarz(ig,l) |
---|
462 | zdqt(ig,l)=max(zqta(ig,l-1)-po(ig,l),0.)/po(ig,l) |
---|
463 | |
---|
464 | |
---|
465 | ! entr_star(ig,l)=f_star(ig,l)*zdz*zbetalpha*MAX(0., & |
---|
466 | ! & afact*zbuoybis/zw2m - fact_epsilon ) |
---|
467 | |
---|
468 | ! entr_star(ig,l)=MAX(0.,f_star(ig,l)*zdz*zbetalpha* & |
---|
469 | ! & afact*zbuoybis/zw2m - fact_epsilon ) |
---|
470 | |
---|
471 | |
---|
472 | |
---|
473 | ! zbuoyjam(ig,l)=RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
474 | |
---|
475 | !========================================================================= |
---|
476 | ! 4. Calcul de l'entrainement et du detrainement |
---|
477 | !========================================================================= |
---|
478 | |
---|
479 | ! entr_star(ig,l)=f_star(ig,l)*zdz*zbetalpha*MAX(0., & |
---|
480 | ! & afact*zbuoyjam(ig,l)/zw2m - fact_epsilon ) |
---|
481 | ! entrbis=entr_star(ig,l) |
---|
482 | |
---|
483 | if (iflag_thermals_ed.lt.6) then |
---|
484 | fact_epsilon=0.0002/(zalpha+0.1) |
---|
485 | endif |
---|
486 | |
---|
487 | |
---|
488 | |
---|
489 | detr_star(ig,l)=f_star(ig,l)*zdz & |
---|
490 | & *( mix0 * 0.1 / (zalpha+0.001) & |
---|
491 | & + MAX(detr_min, -afact*zbetalpha*zbuoyjam(ig,l)/zw2m & |
---|
492 | & + detr_q_coef*(zdqt(ig,l)/zw2m)**detr_q_power)) |
---|
493 | |
---|
494 | ! detr_star(ig,l)=(zdz/zdzbis)*detr_star(ig,l)+ & |
---|
495 | ! & ((zdzbis-zdz)/zdzbis)*detr_star(ig,l-1) |
---|
496 | |
---|
497 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
498 | |
---|
499 | entr_star(ig,l)=f_star(ig,l)*zdz* ( & |
---|
500 | & mix0 * 0.1 / (zalpha+0.001) & |
---|
501 | & + zbetalpha*MAX(entr_min, & |
---|
502 | & afact*zbuoyjam(ig,l)/zw2m - fact_epsilon)) |
---|
503 | |
---|
504 | |
---|
505 | ! entr_star(ig,l)=f_star(ig,l)*zdz* ( & |
---|
506 | ! & mix0 * 0.1 / (zalpha+0.001) & |
---|
507 | ! & + MAX(entr_min, & |
---|
508 | ! & zbetalpha*afact*zbuoyjam(ig,l)/zw2m - fact_epsilon + & |
---|
509 | ! & detr_q_coef*(zdqt(ig,l)/zw2m)**detr_q_power)) |
---|
510 | |
---|
511 | |
---|
512 | ! entr_star(ig,l)=(zdz/zdzbis)*entr_star(ig,l)+ & |
---|
513 | ! & ((zdzbis-zdz)/zdzbis)*entr_star(ig,l-1) |
---|
514 | |
---|
515 | ! entr_star(ig,l)=Max(0.,f_star(ig,l)*zdz*zbetalpha* & |
---|
516 | ! & afact*zbuoy(ig,l)/zw2m & |
---|
517 | ! & - 1.*fact_epsilon) |
---|
518 | |
---|
519 | |
---|
520 | ! En dessous de lalim, on prend le max de alim_star et entr_star pour |
---|
521 | ! alim_star et 0 sinon |
---|
522 | if (l.lt.lalim(ig)) then |
---|
523 | alim_star(ig,l)=max(alim_star(ig,l),entr_star(ig,l)) |
---|
524 | entr_star(ig,l)=0. |
---|
525 | endif |
---|
526 | ! if (l.lt.lalim(ig).and.alim_star(ig,l)>alim_star(ig,l-1)) then |
---|
527 | ! alim_star(ig,l)=entrbis |
---|
528 | ! endif |
---|
529 | |
---|
530 | ! print*,'alim0',zlev(ig,l),entr_star(ig,l),detr_star(ig,l),zw2m,zbuoy(ig,l),f_star(ig,l) |
---|
531 | ! Calcul du flux montant normalise |
---|
532 | f_star(ig,l+1)=f_star(ig,l)+alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l) & |
---|
533 | & -detr_star(ig,l) |
---|
534 | |
---|
535 | endif |
---|
536 | enddo |
---|
537 | |
---|
538 | |
---|
539 | !============================================================================ |
---|
540 | ! 5. calcul de la vitesse verticale en melangeant Tl et qt du thermique |
---|
541 | !=========================================================================== |
---|
542 | |
---|
543 | activetmp(:)=active(:) .and. f_star(:,l+1)>1.e-10 |
---|
544 | do ig=1,ngrid |
---|
545 | if (activetmp(ig)) then |
---|
546 | Zsat=.false. |
---|
547 | ztla(ig,l)=(f_star(ig,l)*ztla(ig,l-1)+ & |
---|
548 | & (alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l))*zthl(ig,l)) & |
---|
549 | & /(f_star(ig,l+1)+detr_star(ig,l)) |
---|
550 | zqta(ig,l)=(f_star(ig,l)*zqta(ig,l-1)+ & |
---|
551 | & (alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l))*po(ig,l)) & |
---|
552 | & /(f_star(ig,l+1)+detr_star(ig,l)) |
---|
553 | |
---|
554 | endif |
---|
555 | enddo |
---|
556 | |
---|
557 | ztemp(:)=zpspsk(:,l)*ztla(:,l) |
---|
558 | call thermcell_qsat(ngrid,activetmp,pplev(:,l),ztemp,zqta(:,l),zqsatth(:,l)) |
---|
559 | do ig=1,ngrid |
---|
560 | if (activetmp(ig)) then |
---|
561 | ! on ecrit de maniere conservative (sat ou non) |
---|
562 | ! T = Tl +Lv/Cp ql |
---|
563 | zqla(ig,l)=max(0.,zqta(ig,l)-zqsatth(ig,l)) |
---|
564 | ztva(ig,l) = ztla(ig,l)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*zqla(ig,l) |
---|
565 | ztva(ig,l) = ztva(ig,l)/zpspsk(ig,l) |
---|
566 | !on rajoute le calcul de zha pour diagnostiques (temp potentielle) |
---|
567 | zha(ig,l) = ztva(ig,l) |
---|
568 | ztva(ig,l) = ztva(ig,l)*(1.+RETV*(zqta(ig,l) & |
---|
569 | & -zqla(ig,l))-zqla(ig,l)) |
---|
570 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
571 | zdz=zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l) |
---|
572 | zdzbis=zlev(ig,l)-zlev(ig,l-1) |
---|
573 | zeps(ig,l)=(entr_star(ig,l)+alim_star(ig,l))/(f_star(ig,l)*zdz) |
---|
574 | !!!!!!! fact_epsilon=0.002 |
---|
575 | zw2fact=fact_epsilon*2.*zdz/(1.+betalpha) |
---|
576 | zw2factbis=fact_epsilon*2.*zdzbis/(1.+betalpha) |
---|
577 | zdw2= afact*zbuoy(ig,l)/(fact_epsilon) |
---|
578 | zdw2bis= afact*zbuoy(ig,l-1)/(fact_epsilon) |
---|
579 | ! zdw2=(afact/fact_epsilon)*((zdz/zdzbis)*zbuoy(ig,l) & |
---|
580 | ! & +((zdzbis-zdz)/zdzbis)*zbuoy(ig,l-1)) |
---|
581 | ! lm=Max(1,l-2) |
---|
582 | ! zdw2bis=(afact/fact_epsilon)*((zdz/zdzbis)*zbuoy(ig,l-1) & |
---|
583 | ! & +((zdzbis-zdz)/zdzbis)*zbuoy(ig,l-1)) |
---|
584 | ! zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(zw2(ig,l)-zdw2bis)+zdw2) |
---|
585 | ! zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/zdzbis)*(zw2(ig,l)+zdw2*zw2fact)*exp(-zw2fact)+ & |
---|
586 | ! & (zdzbis-zdz)/zdzbis*(zw2(ig,l-1)+zdw2bis*zw2factbis)*exp(-zw2factbis)) |
---|
587 | ! zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,(zw2(ig,l)+zdw2*zw2fact)*exp(-zw2fact)) |
---|
588 | ! zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/zdzbis)*(exp(-zw2fact)* & |
---|
589 | ! & (zw2(ig,l)-zdw2)+zdw2)+(zdzbis-zdz)/zdzbis* & |
---|
590 | ! & (exp(-zw2factbis)*(zw2(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2)) |
---|
591 | if (iflag_thermals_ed==8) then |
---|
592 | zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(zw2(ig,l)-zdw2)+zdw2) |
---|
593 | else |
---|
594 | zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(zw2(ig,l)-zdw2bis)+zdw2) |
---|
595 | endif |
---|
596 | ! zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/(zdz+zdzbis))*(exp(-zw2fact)* & |
---|
597 | ! & (zw2(ig,l)-zdw2)+zdw2bis)+(zdzbis/(zdz+zdzbis))* & |
---|
598 | ! & (exp(-zw2factbis)*(zw2(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2bis)) |
---|
599 | |
---|
600 | |
---|
601 | if (iflag_thermals_ed.lt.6) then |
---|
602 | zalpha=f0(ig)*f_star(ig,l)/sqrt(zw2(ig,l+1))/rhobarz(ig,l) |
---|
603 | ! fact_epsilon=0.0005/(zalpha+0.025)**0.5 |
---|
604 | ! fact_epsilon=Min(0.003,0.0004/(zalpha)**0.5) |
---|
605 | fact_epsilon=0.0002/(zalpha+0.1)**1 |
---|
606 | zw2fact=fact_epsilon*2.*zdz/(1.+betalpha) |
---|
607 | zw2factbis=fact_epsilon*2.*zdzbis/(1.+betalpha) |
---|
608 | zdw2= afact*zbuoy(ig,l)/(fact_epsilon) |
---|
609 | zdw2bis= afact*zbuoy(ig,l-1)/(fact_epsilon) |
---|
610 | |
---|
611 | ! zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,(zdz/zdzbis)*(exp(-zw2fact)* & |
---|
612 | ! & (zw2(ig,l)-zdw2)+zdw2)+(zdzbis-zdz)/zdzbis* & |
---|
613 | ! & (exp(-zw2factbis)*(zw2(ig,l-1)-zdw2bis)+zdw2)) |
---|
614 | ! zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,(zw2(ig,l)+zdw2*zw2fact)*exp(-zw2fact)) |
---|
615 | zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(zw2(ig,l)-zdw2bis)+zdw2) |
---|
616 | |
---|
617 | endif |
---|
618 | |
---|
619 | |
---|
620 | endif |
---|
621 | enddo |
---|
622 | |
---|
623 | if (prt_level.ge.20) print*,'coucou calcul detr 460: ig, l',ig, l |
---|
624 | ! |
---|
625 | !=========================================================================== |
---|
626 | ! 6. initialisations pour le calcul de la hauteur du thermique, de l'inversion et de la vitesse verticale max |
---|
627 | !=========================================================================== |
---|
628 | |
---|
629 | nbpb=0 |
---|
630 | do ig=1,ngrid |
---|
631 | if (zw2(ig,l+1)>0. .and. zw2(ig,l+1).lt.1.e-10) then |
---|
632 | ! stop'On tombe sur le cas particulier de thermcell_dry' |
---|
633 | ! print*,'On tombe sur le cas particulier de thermcell_plume' |
---|
634 | nbpb=nbpb+1 |
---|
635 | zw2(ig,l+1)=0. |
---|
636 | linter(ig)=l+1 |
---|
637 | endif |
---|
638 | |
---|
639 | if (zw2(ig,l+1).lt.0.) then |
---|
640 | linter(ig)=(l*(zw2(ig,l+1)-zw2(ig,l)) & |
---|
641 | & -zw2(ig,l))/(zw2(ig,l+1)-zw2(ig,l)) |
---|
642 | zw2(ig,l+1)=0. |
---|
643 | !+CR:04/05/12:correction calcul linter pour calcul de zmax continu |
---|
644 | elseif (f_star(ig,l+1).lt.0.) then |
---|
645 | linter(ig)=(l*(f_star(ig,l+1)-f_star(ig,l)) & |
---|
646 | & -f_star(ig,l))/(f_star(ig,l+1)-f_star(ig,l)) |
---|
647 | zw2(ig,l+1)=0. |
---|
648 | !fin CR:04/05/12 |
---|
649 | endif |
---|
650 | |
---|
651 | wa_moy(ig,l+1)=sqrt(zw2(ig,l+1)) |
---|
652 | |
---|
653 | if (wa_moy(ig,l+1).gt.wmaxa(ig)) then |
---|
654 | ! lmix est le niveau de la couche ou w (wa_moy) est maximum |
---|
655 | !on rajoute le calcul de lmix_bis |
---|
656 | if (zqla(ig,l).lt.1.e-10) then |
---|
657 | lmix_bis(ig)=l+1 |
---|
658 | endif |
---|
659 | lmix(ig)=l+1 |
---|
660 | wmaxa(ig)=wa_moy(ig,l+1) |
---|
661 | endif |
---|
662 | enddo |
---|
663 | |
---|
664 | if (nbpb>0) then |
---|
665 | print*,'WARNING on tombe ',nbpb,' x sur un pb pour l=',l,' dans thermcell_plume' |
---|
666 | endif |
---|
667 | |
---|
668 | !========================================================================= |
---|
669 | ! FIN DE LA BOUCLE VERTICALE |
---|
670 | enddo |
---|
671 | !========================================================================= |
---|
672 | |
---|
673 | !on recalcule alim_star_tot |
---|
674 | do ig=1,ngrid |
---|
675 | alim_star_tot(ig)=0. |
---|
676 | enddo |
---|
677 | do ig=1,ngrid |
---|
678 | do l=1,lalim(ig)-1 |
---|
679 | alim_star_tot(ig)=alim_star_tot(ig)+alim_star(ig,l) |
---|
680 | enddo |
---|
681 | enddo |
---|
682 | |
---|
683 | |
---|
684 | if (prt_level.ge.20) print*,'coucou calcul detr 470: ig, l', ig, l |
---|
685 | |
---|
686 | #undef wrgrads_thermcell |
---|
687 | #ifdef wrgrads_thermcell |
---|
688 | call wrgradsfi(1,nlay,entr_star(igout,1:nlay),'esta ','esta ') |
---|
689 | call wrgradsfi(1,nlay,detr_star(igout,1:nlay),'dsta ','dsta ') |
---|
690 | call wrgradsfi(1,nlay,zbuoy(igout,1:nlay),'buoy ','buoy ') |
---|
691 | call wrgradsfi(1,nlay,zdqt(igout,1:nlay),'dqt ','dqt ') |
---|
692 | call wrgradsfi(1,nlay,w_est(igout,1:nlay),'w_est ','w_est ') |
---|
693 | call wrgradsfi(1,nlay,w_est(igout,2:nlay+1),'w_es2 ','w_es2 ') |
---|
694 | call wrgradsfi(1,nlay,zw2(igout,1:nlay),'zw2A ','zw2A ') |
---|
695 | #endif |
---|
696 | |
---|
697 | |
---|
698 | RETURN |
---|
699 | end |
---|
700 | |
---|
701 | |
---|
702 | |
---|
703 | |
---|
704 | |
---|
705 | |
---|
706 | |
---|
707 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
708 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
709 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
710 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
711 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
712 | !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! |
---|
713 | SUBROUTINE thermcell_plume_5B(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz, & |
---|
714 | & zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot, & |
---|
715 | & lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva, & |
---|
716 | & ztla,zqla,zqta,zha,zw2,w_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter & |
---|
717 | & ,lev_out,lunout1,igout) |
---|
718 | !& ,lev_out,lunout1,igout,zbuoy,zbuoyjam) |
---|
719 | |
---|
720 | !-------------------------------------------------------------------------- |
---|
721 | !thermcell_plume: calcule les valeurs de qt, thetal et w dans l ascendance |
---|
722 | ! Version conforme a l'article de Rio et al. 2010. |
---|
723 | ! Code ecrit par Catherine Rio, Arnaud Jam et Frederic Hourdin |
---|
724 | !-------------------------------------------------------------------------- |
---|
725 | |
---|
726 | USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level,fact_thermals_ed_dz,iflag_thermals_ed,RLvCP,RETV,RG |
---|
727 | USE lmdz_thermcell_qsat, ONLY : thermcell_qsat |
---|
728 | IMPLICIT NONE |
---|
729 | |
---|
730 | INTEGER itap |
---|
731 | INTEGER lunout1,igout |
---|
732 | INTEGER ngrid,nlay |
---|
733 | REAL ptimestep |
---|
734 | REAL ztv(ngrid,nlay) |
---|
735 | REAL zthl(ngrid,nlay) |
---|
736 | REAL, INTENT(IN) :: po(ngrid,nlay) |
---|
737 | REAL zl(ngrid,nlay) |
---|
738 | REAL rhobarz(ngrid,nlay) |
---|
739 | REAL zlev(ngrid,nlay+1) |
---|
740 | REAL pplev(ngrid,nlay+1) |
---|
741 | REAL pphi(ngrid,nlay) |
---|
742 | REAL zpspsk(ngrid,nlay) |
---|
743 | REAL alim_star(ngrid,nlay) |
---|
744 | REAL f0(ngrid) |
---|
745 | INTEGER lalim(ngrid) |
---|
746 | integer lev_out ! niveau pour les print |
---|
747 | integer nbpb |
---|
748 | |
---|
749 | real alim_star_tot(ngrid) |
---|
750 | |
---|
751 | REAL ztva(ngrid,nlay) |
---|
752 | REAL ztla(ngrid,nlay) |
---|
753 | REAL zqla(ngrid,nlay) |
---|
754 | REAL zqta(ngrid,nlay) |
---|
755 | REAL zha(ngrid,nlay) |
---|
756 | |
---|
757 | REAL detr_star(ngrid,nlay) |
---|
758 | REAL coefc |
---|
759 | REAL entr_star(ngrid,nlay) |
---|
760 | REAL detr(ngrid,nlay) |
---|
761 | REAL entr(ngrid,nlay) |
---|
762 | |
---|
763 | REAL csc(ngrid,nlay) |
---|
764 | |
---|
765 | REAL zw2(ngrid,nlay+1) |
---|
766 | REAL w_est(ngrid,nlay+1) |
---|
767 | REAL f_star(ngrid,nlay+1) |
---|
768 | REAL wa_moy(ngrid,nlay+1) |
---|
769 | |
---|
770 | REAL ztva_est(ngrid,nlay) |
---|
771 | REAL zqla_est(ngrid,nlay) |
---|
772 | REAL zqsatth(ngrid,nlay) |
---|
773 | REAL zta_est(ngrid,nlay) |
---|
774 | REAL zbuoyjam(ngrid,nlay) |
---|
775 | REAL ztemp(ngrid),zqsat(ngrid) |
---|
776 | REAL zdw2 |
---|
777 | REAL zw2modif |
---|
778 | REAL zw2fact |
---|
779 | REAL zeps(ngrid,nlay) |
---|
780 | |
---|
781 | REAL linter(ngrid) |
---|
782 | INTEGER lmix(ngrid) |
---|
783 | INTEGER lmix_bis(ngrid) |
---|
784 | REAL wmaxa(ngrid) |
---|
785 | |
---|
786 | INTEGER ig,l,k |
---|
787 | |
---|
788 | real zdz,zbuoy(ngrid,nlay),zalpha,gamma(ngrid,nlay),zdqt(ngrid,nlay),zw2m |
---|
789 | real zbuoybis |
---|
790 | real zcor,zdelta,zcvm5,qlbef,zdz2 |
---|
791 | real betalpha,zbetalpha |
---|
792 | real eps, afact |
---|
793 | logical Zsat |
---|
794 | LOGICAL active(ngrid),activetmp(ngrid) |
---|
795 | REAL fact_gamma,fact_epsilon,fact_gamma2,fact_epsilon2 |
---|
796 | REAL c2(ngrid,nlay) |
---|
797 | Zsat=.false. |
---|
798 | ! Initialisation |
---|
799 | |
---|
800 | fact_epsilon=0.002 |
---|
801 | betalpha=0.9 |
---|
802 | afact=2./3. |
---|
803 | |
---|
804 | zbetalpha=betalpha/(1.+betalpha) |
---|
805 | |
---|
806 | |
---|
807 | ! Initialisations des variables reeles |
---|
808 | if (1==1) then |
---|
809 | ztva(:,:)=ztv(:,:) |
---|
810 | ztva_est(:,:)=ztva(:,:) |
---|
811 | ztla(:,:)=zthl(:,:) |
---|
812 | zqta(:,:)=po(:,:) |
---|
813 | zha(:,:) = ztva(:,:) |
---|
814 | else |
---|
815 | ztva(:,:)=0. |
---|
816 | ztva_est(:,:)=0. |
---|
817 | ztla(:,:)=0. |
---|
818 | zqta(:,:)=0. |
---|
819 | zha(:,:) =0. |
---|
820 | endif |
---|
821 | |
---|
822 | zqla_est(:,:)=0. |
---|
823 | zqsatth(:,:)=0. |
---|
824 | zqla(:,:)=0. |
---|
825 | detr_star(:,:)=0. |
---|
826 | entr_star(:,:)=0. |
---|
827 | alim_star(:,:)=0. |
---|
828 | alim_star_tot(:)=0. |
---|
829 | csc(:,:)=0. |
---|
830 | detr(:,:)=0. |
---|
831 | entr(:,:)=0. |
---|
832 | zw2(:,:)=0. |
---|
833 | zbuoy(:,:)=0. |
---|
834 | zbuoyjam(:,:)=0. |
---|
835 | gamma(:,:)=0. |
---|
836 | zeps(:,:)=0. |
---|
837 | w_est(:,:)=0. |
---|
838 | f_star(:,:)=0. |
---|
839 | wa_moy(:,:)=0. |
---|
840 | linter(:)=1. |
---|
841 | ! linter(:)=1. |
---|
842 | ! Initialisation des variables entieres |
---|
843 | lmix(:)=1 |
---|
844 | lmix_bis(:)=2 |
---|
845 | wmaxa(:)=0. |
---|
846 | lalim(:)=1 |
---|
847 | |
---|
848 | |
---|
849 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
850 | ! On ne considere comme actif que les colonnes dont les deux premieres |
---|
851 | ! couches sont instables. |
---|
852 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
853 | active(:)=ztv(:,1)>ztv(:,2) |
---|
854 | |
---|
855 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
856 | ! Definition de l'alimentation |
---|
857 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
858 | do l=1,nlay-1 |
---|
859 | do ig=1,ngrid |
---|
860 | if (ztv(ig,l)> ztv(ig,l+1) .and. ztv(ig,1)>=ztv(ig,l) ) then |
---|
861 | alim_star(ig,l)=MAX((ztv(ig,l)-ztv(ig,l+1)),0.) & |
---|
862 | & *sqrt(zlev(ig,l+1)) |
---|
863 | lalim(ig)=l+1 |
---|
864 | alim_star_tot(ig)=alim_star_tot(ig)+alim_star(ig,l) |
---|
865 | endif |
---|
866 | enddo |
---|
867 | enddo |
---|
868 | do l=1,nlay |
---|
869 | do ig=1,ngrid |
---|
870 | if (alim_star_tot(ig) > 1.e-10 ) then |
---|
871 | alim_star(ig,l)=alim_star(ig,l)/alim_star_tot(ig) |
---|
872 | endif |
---|
873 | enddo |
---|
874 | enddo |
---|
875 | alim_star_tot(:)=1. |
---|
876 | |
---|
877 | |
---|
878 | |
---|
879 | !------------------------------------------------------------------------------ |
---|
880 | ! Calcul dans la premiere couche |
---|
881 | ! On decide dans cette version que le thermique n'est actif que si la premiere |
---|
882 | ! couche est instable. |
---|
883 | ! Pourrait etre change si on veut que le thermiques puisse se d??clencher |
---|
884 | ! dans une couche l>1 |
---|
885 | !------------------------------------------------------------------------------ |
---|
886 | do ig=1,ngrid |
---|
887 | ! Le panache va prendre au debut les caracteristiques de l'air contenu |
---|
888 | ! dans cette couche. |
---|
889 | if (active(ig)) then |
---|
890 | ztla(ig,1)=zthl(ig,1) |
---|
891 | zqta(ig,1)=po(ig,1) |
---|
892 | zqla(ig,1)=zl(ig,1) |
---|
893 | !cr: attention, prise en compte de f*(1)=1 |
---|
894 | f_star(ig,2)=alim_star(ig,1) |
---|
895 | zw2(ig,2)=2.*RG*(ztv(ig,1)-ztv(ig,2))/ztv(ig,2) & |
---|
896 | & *(zlev(ig,2)-zlev(ig,1)) & |
---|
897 | & *0.4*pphi(ig,1)/(pphi(ig,2)-pphi(ig,1)) |
---|
898 | w_est(ig,2)=zw2(ig,2) |
---|
899 | endif |
---|
900 | enddo |
---|
901 | ! |
---|
902 | |
---|
903 | !============================================================================== |
---|
904 | !boucle de calcul de la vitesse verticale dans le thermique |
---|
905 | !============================================================================== |
---|
906 | do l=2,nlay-1 |
---|
907 | !============================================================================== |
---|
908 | |
---|
909 | |
---|
910 | ! On decide si le thermique est encore actif ou non |
---|
911 | ! AFaire : Il faut sans doute ajouter entr_star a alim_star dans ce test |
---|
912 | do ig=1,ngrid |
---|
913 | active(ig)=active(ig) & |
---|
914 | & .and. zw2(ig,l)>1.e-10 & |
---|
915 | & .and. f_star(ig,l)+alim_star(ig,l)>1.e-10 |
---|
916 | enddo |
---|
917 | |
---|
918 | |
---|
919 | |
---|
920 | !--------------------------------------------------------------------------- |
---|
921 | ! calcul des proprietes thermodynamiques et de la vitesse de la couche l |
---|
922 | ! sans tenir compte du detrainement et de l'entrainement dans cette |
---|
923 | ! couche |
---|
924 | ! C'est a dire qu'on suppose |
---|
925 | ! ztla(l)=ztla(l-1) et zqta(l)=zqta(l-1) |
---|
926 | ! Ici encore, on doit pouvoir ajouter entr_star (qui peut etre calculer |
---|
927 | ! avant) a l'alimentation pour avoir un calcul plus propre |
---|
928 | !--------------------------------------------------------------------------- |
---|
929 | |
---|
930 | ztemp(:)=zpspsk(:,l)*ztla(:,l-1) |
---|
931 | call thermcell_qsat(ngrid,active,pplev(:,l),ztemp,zqta(:,l-1),zqsat(:)) |
---|
932 | |
---|
933 | do ig=1,ngrid |
---|
934 | ! print*,'active',active(ig),ig,l |
---|
935 | if(active(ig)) then |
---|
936 | zqla_est(ig,l)=max(0.,zqta(ig,l-1)-zqsat(ig)) |
---|
937 | ztva_est(ig,l) = ztla(ig,l-1)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*zqla_est(ig,l) |
---|
938 | zta_est(ig,l)=ztva_est(ig,l) |
---|
939 | ztva_est(ig,l) = ztva_est(ig,l)/zpspsk(ig,l) |
---|
940 | ztva_est(ig,l) = ztva_est(ig,l)*(1.+RETV*(zqta(ig,l-1) & |
---|
941 | & -zqla_est(ig,l))-zqla_est(ig,l)) |
---|
942 | |
---|
943 | !------------------------------------------------ |
---|
944 | !AJAM:nouveau calcul de w? |
---|
945 | !------------------------------------------------ |
---|
946 | zdz=zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l) |
---|
947 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
948 | |
---|
949 | zw2fact=fact_epsilon*2.*zdz/(1.+betalpha) |
---|
950 | zdw2=(afact)*zbuoy(ig,l)/(fact_epsilon) |
---|
951 | w_est(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(w_est(ig,l)-zdw2)+zdw2) |
---|
952 | |
---|
953 | |
---|
954 | if (w_est(ig,l+1).lt.0.) then |
---|
955 | w_est(ig,l+1)=zw2(ig,l) |
---|
956 | endif |
---|
957 | endif |
---|
958 | enddo |
---|
959 | |
---|
960 | |
---|
961 | !------------------------------------------------- |
---|
962 | !calcul des taux d'entrainement et de detrainement |
---|
963 | !------------------------------------------------- |
---|
964 | |
---|
965 | do ig=1,ngrid |
---|
966 | if (active(ig)) then |
---|
967 | |
---|
968 | zw2m=max(0.5*(w_est(ig,l)+w_est(ig,l+1)),0.1) |
---|
969 | zw2m=w_est(ig,l+1) |
---|
970 | zdz=zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l) |
---|
971 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
972 | ! zbuoybis=zbuoy(ig,l)+RG*0.1/300. |
---|
973 | zbuoybis=zbuoy(ig,l) |
---|
974 | zalpha=f0(ig)*f_star(ig,l)/sqrt(w_est(ig,l+1))/rhobarz(ig,l) |
---|
975 | zdqt(ig,l)=max(zqta(ig,l-1)-po(ig,l),0.)/po(ig,l) |
---|
976 | |
---|
977 | |
---|
978 | entr_star(ig,l)=f_star(ig,l)*zdz* zbetalpha*MAX(0., & |
---|
979 | & afact*zbuoybis/zw2m - fact_epsilon ) |
---|
980 | |
---|
981 | |
---|
982 | detr_star(ig,l)=f_star(ig,l)*zdz & |
---|
983 | & *MAX(1.e-3, -afact*zbetalpha*zbuoy(ig,l)/zw2m & |
---|
984 | & + 0.012*(zdqt(ig,l)/zw2m)**0.5 ) |
---|
985 | |
---|
986 | ! En dessous de lalim, on prend le max de alim_star et entr_star pour |
---|
987 | ! alim_star et 0 sinon |
---|
988 | if (l.lt.lalim(ig)) then |
---|
989 | alim_star(ig,l)=max(alim_star(ig,l),entr_star(ig,l)) |
---|
990 | entr_star(ig,l)=0. |
---|
991 | endif |
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992 | |
---|
993 | ! Calcul du flux montant normalise |
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994 | f_star(ig,l+1)=f_star(ig,l)+alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l) & |
---|
995 | & -detr_star(ig,l) |
---|
996 | |
---|
997 | endif |
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998 | enddo |
---|
999 | |
---|
1000 | |
---|
1001 | !---------------------------------------------------------------------------- |
---|
1002 | !calcul de la vitesse verticale en melangeant Tl et qt du thermique |
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1003 | !--------------------------------------------------------------------------- |
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1004 | activetmp(:)=active(:) .and. f_star(:,l+1)>1.e-10 |
---|
1005 | do ig=1,ngrid |
---|
1006 | if (activetmp(ig)) then |
---|
1007 | Zsat=.false. |
---|
1008 | ztla(ig,l)=(f_star(ig,l)*ztla(ig,l-1)+ & |
---|
1009 | & (alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l))*zthl(ig,l)) & |
---|
1010 | & /(f_star(ig,l+1)+detr_star(ig,l)) |
---|
1011 | zqta(ig,l)=(f_star(ig,l)*zqta(ig,l-1)+ & |
---|
1012 | & (alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l))*po(ig,l)) & |
---|
1013 | & /(f_star(ig,l+1)+detr_star(ig,l)) |
---|
1014 | |
---|
1015 | endif |
---|
1016 | enddo |
---|
1017 | |
---|
1018 | ztemp(:)=zpspsk(:,l)*ztla(:,l) |
---|
1019 | call thermcell_qsat(ngrid,activetmp,pplev(:,l),ztemp,zqta(:,l),zqsatth(:,l)) |
---|
1020 | |
---|
1021 | do ig=1,ngrid |
---|
1022 | if (activetmp(ig)) then |
---|
1023 | ! on ecrit de maniere conservative (sat ou non) |
---|
1024 | ! T = Tl +Lv/Cp ql |
---|
1025 | zqla(ig,l)=max(0.,zqta(ig,l)-zqsatth(ig,l)) |
---|
1026 | ztva(ig,l) = ztla(ig,l)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*zqla(ig,l) |
---|
1027 | ztva(ig,l) = ztva(ig,l)/zpspsk(ig,l) |
---|
1028 | !on rajoute le calcul de zha pour diagnostiques (temp potentielle) |
---|
1029 | zha(ig,l) = ztva(ig,l) |
---|
1030 | ztva(ig,l) = ztva(ig,l)*(1.+RETV*(zqta(ig,l) & |
---|
1031 | & -zqla(ig,l))-zqla(ig,l)) |
---|
1032 | zbuoy(ig,l)=RG*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) |
---|
1033 | zdz=zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l) |
---|
1034 | zeps(ig,l)=(entr_star(ig,l)+alim_star(ig,l))/(f_star(ig,l)*zdz) |
---|
1035 | |
---|
1036 | zw2fact=fact_epsilon*2.*zdz/(1.+betalpha) |
---|
1037 | zdw2=afact*zbuoy(ig,l)/(fact_epsilon) |
---|
1038 | zw2(ig,l+1)=Max(0.0001,exp(-zw2fact)*(zw2(ig,l)-zdw2)+zdw2) |
---|
1039 | endif |
---|
1040 | enddo |
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1041 | |
---|
1042 | if (prt_level.ge.20) print*,'coucou calcul detr 460: ig, l',ig, l |
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1043 | ! |
---|
1044 | !--------------------------------------------------------------------------- |
---|
1045 | !initialisations pour le calcul de la hauteur du thermique, de l'inversion et de la vitesse verticale max |
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1046 | !--------------------------------------------------------------------------- |
---|
1047 | |
---|
1048 | nbpb=0 |
---|
1049 | do ig=1,ngrid |
---|
1050 | if (zw2(ig,l+1)>0. .and. zw2(ig,l+1).lt.1.e-10) then |
---|
1051 | ! stop'On tombe sur le cas particulier de thermcell_dry' |
---|
1052 | ! print*,'On tombe sur le cas particulier de thermcell_plume' |
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1053 | nbpb=nbpb+1 |
---|
1054 | zw2(ig,l+1)=0. |
---|
1055 | linter(ig)=l+1 |
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1056 | endif |
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1057 | |
---|
1058 | if (zw2(ig,l+1).lt.0.) then |
---|
1059 | linter(ig)=(l*(zw2(ig,l+1)-zw2(ig,l)) & |
---|
1060 | & -zw2(ig,l))/(zw2(ig,l+1)-zw2(ig,l)) |
---|
1061 | zw2(ig,l+1)=0. |
---|
1062 | elseif (f_star(ig,l+1).lt.0.) then |
---|
1063 | linter(ig)=(l*(f_star(ig,l+1)-f_star(ig,l)) & |
---|
1064 | & -f_star(ig,l))/(f_star(ig,l+1)-f_star(ig,l)) |
---|
1065 | ! print*,"linter plume", linter(ig) |
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1066 | zw2(ig,l+1)=0. |
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1067 | endif |
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1068 | |
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1069 | wa_moy(ig,l+1)=sqrt(zw2(ig,l+1)) |
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1070 | |
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1071 | if (wa_moy(ig,l+1).gt.wmaxa(ig)) then |
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1072 | ! lmix est le niveau de la couche ou w (wa_moy) est maximum |
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1073 | !on rajoute le calcul de lmix_bis |
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1074 | if (zqla(ig,l).lt.1.e-10) then |
---|
1075 | lmix_bis(ig)=l+1 |
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1076 | endif |
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1077 | lmix(ig)=l+1 |
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1078 | wmaxa(ig)=wa_moy(ig,l+1) |
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1079 | endif |
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1080 | enddo |
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1081 | |
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1082 | if (nbpb>0) then |
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1083 | print*,'WARNING on tombe ',nbpb,' x sur un pb pour l=',l,' dans thermcell_plume' |
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1084 | endif |
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1085 | |
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1086 | !========================================================================= |
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1087 | ! FIN DE LA BOUCLE VERTICALE |
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1088 | enddo |
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1089 | !========================================================================= |
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1090 | |
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1091 | !on recalcule alim_star_tot |
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1092 | do ig=1,ngrid |
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1093 | alim_star_tot(ig)=0. |
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1094 | enddo |
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1095 | do ig=1,ngrid |
---|
1096 | do l=1,lalim(ig)-1 |
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1097 | alim_star_tot(ig)=alim_star_tot(ig)+alim_star(ig,l) |
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1098 | enddo |
---|
1099 | enddo |
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1100 | |
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1101 | |
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1102 | if (prt_level.ge.20) print*,'coucou calcul detr 470: ig, l', ig, l |
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1103 | |
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1104 | #undef wrgrads_thermcell |
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1105 | #ifdef wrgrads_thermcell |
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1106 | call wrgradsfi(1,nlay,entr_star(igout,1:nlay),'esta ','esta ') |
---|
1107 | call wrgradsfi(1,nlay,detr_star(igout,1:nlay),'dsta ','dsta ') |
---|
1108 | call wrgradsfi(1,nlay,zbuoy(igout,1:nlay),'buoy ','buoy ') |
---|
1109 | call wrgradsfi(1,nlay,zdqt(igout,1:nlay),'dqt ','dqt ') |
---|
1110 | call wrgradsfi(1,nlay,w_est(igout,1:nlay),'w_est ','w_est ') |
---|
1111 | call wrgradsfi(1,nlay,w_est(igout,2:nlay+1),'w_es2 ','w_es2 ') |
---|
1112 | call wrgradsfi(1,nlay,zw2(igout,1:nlay),'zw2A ','zw2A ') |
---|
1113 | #endif |
---|
1114 | |
---|
1115 | |
---|
1116 | return |
---|
1117 | end |
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1118 | END MODULE lmdz_thermcell_plume_6A |
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