source: LMDZ6/branches/Ocean_skin/libf/phylmd/thermcell_main.F90 @ 5434

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    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
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Line 
1
2! $Id: thermcell_main.F90 4368 2022-12-05 23:01:16Z fhourdin $
3!
4      subroutine thermcell_main(itap,ngrid,nlay,ptimestep  &
5     &                  ,pplay,pplev,pphi,debut  &
6     &                  ,pu,pv,pt,po  &
7     &                  ,pduadj,pdvadj,pdtadj,pdoadj  &
8     &                  ,fm0,entr0,detr0,zqta,zqla,lmax  &
9     &                  ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth  &
10     &                  ,zmax0, f0,zw2,fraca,ztv &
11     &                  ,zpspsk,ztla,zthl,ztva &
12     &                  ,pcon,rhobarz,wth3,wmax_sec,lalim,fm,alim_star,zmax &
13#ifdef ISO         
14     &      ,xtpo,xtpdoadj &
15#endif         
16     &   )
17
18
19      USE thermcell_ini_mod, ONLY: thermcell_ini,dqimpl,dvdq,prt_level,lunout,prt_level
20      USE thermcell_ini_mod, ONLY: iflag_thermals_closure,iflag_thermals_ed,tau_thermals,r_aspect_thermals
21      USE thermcell_ini_mod, ONLY: RD,RG
22
23#ifdef ISO
24  USE infotrac_phy, ONLY : ntiso
25#ifdef ISOVERIF
26  USE isotopes_mod, ONLY : iso_eau,iso_HDO
27  USE isotopes_verif_mod, ONLY: iso_verif_egalite, &
28        iso_verif_aberrant_encadre
29#endif
30#endif
31
32
33      IMPLICIT NONE
34
35!=======================================================================
36!   Auteurs: Frederic Hourdin, Catherine Rio, Anne Mathieu
37!   Version du 09.02.07
38!   Calcul du transport vertical dans la couche limite en presence
39!   de "thermiques" explicitement representes avec processus nuageux
40!
41!   Reecriture a partir d'un listing papier a Habas, le 14/02/00
42!
43!   le thermique est suppose homogene et dissipe par melange avec
44!   son environnement. la longueur l_mix controle l'efficacite du
45!   melange
46!
47!   Le calcul du transport des differentes especes se fait en prenant
48!   en compte:
49!     1. un flux de masse montant
50!     2. un flux de masse descendant
51!     3. un entrainement
52!     4. un detrainement
53!
54! Modif 2013/01/04 (FH hourdin@lmd.jussieu.fr)
55!    Introduction of an implicit computation of vertical advection in
56!    the environment of thermal plumes in thermcell_dq
57!    impl =     0 : explicit, 1 : implicit, -1 : old version
58!    controled by iflag_thermals =
59!       15, 16 run with impl=-1 : numerical convergence with NPv3
60!       17, 18 run with impl=1  : more stable
61!    15 and 17 correspond to the activation of the stratocumulus "bidouille"
62!
63! Using
64!    abort_physic
65!    iso_verif_aberrant_encadre
66!    iso_verif_egalite
67!    test_ltherm
68!    thermcell_closure
69!    thermcell_dq
70!    thermcell_dry
71!    thermcell_dv2
72!    thermcell_env
73!    thermcell_flux2
74!    thermcell_height
75!    thermcell_plume
76!    thermcell_plume_5B
77!    thermcell_plume_6A
78!
79!=======================================================================
80
81
82!-----------------------------------------------------------------------
83!   declarations:
84!   -------------
85
86
87!   arguments:
88!   ----------
89      integer, intent(in) :: itap,ngrid,nlay
90      real, intent(in) ::  ptimestep
91      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay)    :: pt,pu,pv,po,pplay,pphi,zpspsk
92      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1)  :: pplev
93      integer, intent(out), dimension(ngrid) :: lmax
94      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: pdtadj,pduadj,pdvadj,pdoadj,entr0,detr0
95      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: ztla,zqla,zqta,zqsatth,zthl
96      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,zw2,fraca
97      real, intent(inout), dimension(ngrid) :: zmax0,f0
98      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ztva,ztv
99      logical, intent(in) :: debut
100      real,intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ratqscth,ratqsdiff
101
102      real, intent(out), dimension(ngrid) :: pcon
103      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: rhobarz,wth3
104      real, intent(out), dimension(ngrid) :: wmax_sec
105      integer,intent(out), dimension(ngrid) :: lalim
106      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm
107      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: alim_star
108      real, intent(out), dimension(ngrid) :: zmax
109
110!   local:
111!   ------
112
113
114      integer,save :: igout=1
115!$OMP THREADPRIVATE(igout)
116      integer,save :: lunout1=6
117!$OMP THREADPRIVATE(lunout1)
118      integer,save :: lev_out=10
119!$OMP THREADPRIVATE(lev_out)
120
121      real lambda, zf,zf2,var,vardiff,CHI
122      integer ig,k,l,ierr,ll
123      logical sorties
124      real, dimension(ngrid) :: linter,zmix, zmax_sec
125      integer,dimension(ngrid) :: lmin,lmix,lmix_bis,nivcon
126      real, dimension(ngrid,nlay) :: ztva_est
127      real, dimension(ngrid,nlay) :: deltaz,zlay,zh,zdthladj,zu,zv,zo,zl,zva,zua,zoa
128      real, dimension(ngrid,nlay) :: zta,zha,q2,wq,wthl,wthv,thetath2,wth2
129      real, dimension(ngrid,nlay) :: rho,masse
130      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: zw_est,zlev
131      real, dimension(ngrid) :: wmax,wmax_tmp
132      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: f_star
133      real, dimension(ngrid,nlay) :: entr,detr,entr_star,detr_star,alim_star_clos
134      real, dimension(ngrid,nlay) :: zqsat,csc
135      real, dimension(ngrid) :: zcon,zcon2,alim_star_tot,f
136
137      character (len=20) :: modname='thermcell_main'
138      character (len=80) :: abort_message
139
140
141#ifdef ISO
142      REAL xtpo(ntiso,ngrid,nlay),xtpdoadj(ntiso,ngrid,nlay)
143      REAL xtzo(ntiso,ngrid,nlay)
144      REAL xtpdoadj_tmp(ngrid,nlay)
145      REAL xtpo_tmp(ngrid,nlay)
146      REAL xtzo_tmp(ngrid,nlay)
147      integer ixt
148#endif
149
150!
151
152!-----------------------------------------------------------------------
153!   initialisation:
154!   ---------------
155!
156   fm=0. ; entr=0. ; detr=0.
157
158      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main V4'
159
160       sorties=.true.
161      IF(ngrid.NE.ngrid) THEN
162         PRINT*
163         PRINT*,'STOP dans convadj'
164         PRINT*,'ngrid    =',ngrid
165         PRINT*,'ngrid  =',ngrid
166      ENDIF
167!
168!     write(lunout,*)'WARNING thermcell_main f0=max(f0,1.e-2)'
169     do ig=1,ngrid
170         f0(ig)=max(f0(ig),1.e-2)
171         zmax0(ig)=max(zmax0(ig),40.)
172!IMmarche pas ?!       if (f0(ig)<1.e-2) f0(ig)=1.e-2
173     enddo
174
175      if (prt_level.ge.20) then
176       do ig=1,ngrid
177          print*,'th_main ig f0',ig,f0(ig)
178       enddo
179      endif
180!-----------------------------------------------------------------------
181! Calcul de T,q,ql a partir de Tl et qT dans l environnement
182!   --------------------------------------------------------------------
183!
184      CALL thermcell_env(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay,  &
185     &           pplev,zo,zh,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,zqsat,lev_out)
186       
187      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_env'
188
189!------------------------------------------------------------------------
190!                       --------------------
191!
192!
193!                       + + + + + + + + + + +
194!
195!
196!  wa, fraca, wd, fracd --------------------   zlev(2), rhobarz
197!  wh,wt,wo ...
198!
199!                       + + + + + + + + + + +  zh,zu,zv,zo,rho
200!
201!
202!                       --------------------   zlev(1)
203!                       \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
204!
205!
206
207!-----------------------------------------------------------------------
208!   Calcul des altitudes des couches
209!-----------------------------------------------------------------------
210
211      do l=2,nlay
212         zlev(:,l)=0.5*(pphi(:,l)+pphi(:,l-1))/RG
213      enddo
214      zlev(:,1)=0.
215      zlev(:,nlay+1)=(2.*pphi(:,nlay)-pphi(:,nlay-1))/RG
216      do l=1,nlay
217         zlay(:,l)=pphi(:,l)/RG
218      enddo
219      do l=1,nlay
220         deltaz(:,l)=zlev(:,l+1)-zlev(:,l)
221      enddo
222
223!-----------------------------------------------------------------------
224!   Calcul des densites et masses
225!-----------------------------------------------------------------------
226
227      rho(:,:)=pplay(:,:)/(zpspsk(:,:)*RD*ztv(:,:))
228      if (prt_level.ge.10) write(lunout,*) 'WARNING thermcell_main rhobarz(:,1)=rho(:,1)'
229      rhobarz(:,1)=rho(:,1)
230      do l=2,nlay
231         rhobarz(:,l)=0.5*(rho(:,l)+rho(:,l-1))
232      enddo
233      do l=1,nlay
234         masse(:,l)=(pplev(:,l)-pplev(:,l+1))/RG
235      enddo
236      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres initialisation'
237
238!------------------------------------------------------------------
239!
240!             /|\
241!    --------  |  F_k+1 -------   
242!                              ----> D_k
243!             /|\              <---- E_k , A_k
244!    --------  |  F_k ---------
245!                              ----> D_k-1
246!                              <---- E_k-1 , A_k-1
247!
248!
249!
250!
251!
252!    ---------------------------
253!
254!    ----- F_lmax+1=0 ----------         \
255!            lmax     (zmax)              |
256!    ---------------------------          |
257!                                         |
258!    ---------------------------          |
259!                                         |
260!    ---------------------------          |
261!                                         |
262!    ---------------------------          |
263!                                         |
264!    ---------------------------          |
265!                                         |  E
266!    ---------------------------          |  D
267!                                         |
268!    ---------------------------          |
269!                                         |
270!    ---------------------------  \       |
271!            lalim                 |      |
272!    ---------------------------   |      |
273!                                  |      |
274!    ---------------------------   |      |
275!                                  | A    |
276!    ---------------------------   |      |
277!                                  |      |
278!    ---------------------------   |      |
279!    lmin  (=1 pour le moment)     |      |
280!    ----- F_lmin=0 ------------  /      /
281!
282!    ---------------------------
283!    //////////////////////////
284!
285!
286!=============================================================================
287!  Calculs initiaux ne faisant pas intervenir les changements de phase
288!=============================================================================
289
290!------------------------------------------------------------------
291!  1. alim_star est le profil vertical de l'alimentation a la base du
292!     panache thermique, calcule a partir de la flotabilite de l'air sec
293!  2. lmin et lalim sont les indices inferieurs et superieurs de alim_star
294!------------------------------------------------------------------
295!
296      entr_star=0. ; detr_star=0. ; alim_star=0. ; alim_star_tot=0.
297      lmin=1
298
299!-----------------------------------------------------------------------------
300!  3. wmax_sec et zmax_sec sont les vitesses et altitudes maximum d'un
301!     panache sec conservatif (e=d=0) alimente selon alim_star
302!     Il s'agit d'un calcul de type CAPE
303!     zmax_sec est utilise pour determiner la geometrie du thermique.
304!------------------------------------------------------------------------------
305!---------------------------------------------------------------------------------
306!calcul du melange et des variables dans le thermique
307!--------------------------------------------------------------------------------
308!
309      if (prt_level.ge.1) print*,'avant thermcell_plume ',lev_out
310
311!=====================================================================
312! Old version of thermcell_plume in thermcell_plume_6A.F90
313! It includes both thermcell_plume_6A and thermcell_plume_5B corresponding
314! to the 5B and 6A versions used for CMIP5 and CMIP6.
315! The latest was previously named thermcellV1_plume.
316! The new thermcell_plume is a clean version (removing obsolete
317! options) of thermcell_plume_6A.
318! The 3 versions are controled by
319! flag_thermals_ed <= 9 thermcell_plume_6A
320!                  <= 19 thermcell_plume_5B
321!                  else thermcell_plume (default 20 for convergence with 6A)
322! Fredho
323!=====================================================================
324
325      if (iflag_thermals_ed<=9) then
326!         print*,'THERM NOUVELLE/NOUVELLE Arnaud'
327         CALL thermcell_plume_6A(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
328     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
329     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
330     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
331     &    ,lev_out,lunout1,igout)
332
333      elseif (iflag_thermals_ed<=19) then
334!        print*,'THERM RIO et al 2010, version d Arnaud'
335         CALL thermcell_plume_5B(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
336     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
337     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
338     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
339     &    ,lev_out,lunout1,igout)
340      else
341         CALL thermcell_plume(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
342     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
343     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
344     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
345     &    ,lev_out,lunout1,igout)
346      endif
347
348      if (prt_level.ge.1) print*,'apres thermcell_plume ',lev_out
349
350      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lalim ')
351      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lmix  ')
352
353      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_plume'
354      if (prt_level.ge.10) then
355         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 2'
356         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
357         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
358         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
359         write(lunout1,'(i6,i4,4e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l),entr_star(igout,l),detr_star(igout,l) &
360     &    ,f_star(igout,l+1),l=1,nint(linter(igout))+5)
361      endif
362
363!-------------------------------------------------------------------------------
364! Calcul des caracteristiques du thermique:zmax,zmix,wmax
365!-------------------------------------------------------------------------------
366!
367      CALL thermcell_height(ngrid,nlay,lalim,lmin,linter,lmix,zw2,  &
368     &           zlev,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax)
369! Attention, w2 est transforme en sa racine carree dans cette routine
370! Le probleme vient du fait que linter et lmix sont souvent egaux a 1.
371      wmax_tmp=0.
372      do  l=1,nlay
373         wmax_tmp(:)=max(wmax_tmp(:),zw2(:,l))
374      enddo
375!     print*,"ZMAX ",lalim,lmin,linter,lmix,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax
376
377
378
379      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lalim ')
380      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmin  ')
381      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmix  ')
382      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmax  ')
383
384      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_height'
385
386!-------------------------------------------------------------------------------
387! Fermeture,determination de f
388!-------------------------------------------------------------------------------
389!
390!
391      CALL thermcell_dry(ngrid,nlay,zlev,pphi,ztv,alim_star,  &
392    &                      lalim,lmin,zmax_sec,wmax_sec)
393
394 
395call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lmin  ')
396call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lalim ')
397
398      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_dry'
399      if (prt_level.ge.10) then
400         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 1b'
401         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
402         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
403         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
404         write(lunout1,'(i6,i4,e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l) &
405     &    ,l=1,lalim(igout)+4)
406      endif
407
408
409
410
411! Choix de la fonction d'alimentation utilisee pour la fermeture.
412! Apparemment sans importance
413      alim_star_clos(:,:)=alim_star(:,:)
414      alim_star_clos(:,:)=entr_star(:,:)+alim_star(:,:)
415!
416!CR Appel de la fermeture seche
417      if (iflag_thermals_closure.eq.1) then
418
419     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
420    &   zlev,lalim,alim_star_clos,zmax_sec,wmax_sec,f)
421
422!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
423! Appel avec les zmax et wmax tenant compte de la condensation
424! Semble moins bien marcher
425     else if (iflag_thermals_closure.eq.2) then
426
427     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
428    &   zlev,lalim,alim_star,zmax,wmax,f)
429
430
431     endif
432
433!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
434
435      if(prt_level.ge.1)print*,'thermcell_closure apres thermcell_closure'
436
437      if (tau_thermals>1.) then
438         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
439         f0=(1.-lambda)*f+lambda*f0
440      else
441         f0=f
442      endif
443
444! Test valable seulement en 1D mais pas genant
445      if (.not. (f0(1).ge.0.) ) then
446              abort_message = '.not. (f0(1).ge.0.)'
447              CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
448      endif
449
450!-------------------------------------------------------------------------------
451!deduction des flux
452
453      CALL thermcell_flux2(ngrid,nlay,ptimestep,masse, &
454     &       lalim,lmax,alim_star,  &
455     &       entr_star,detr_star,f,rhobarz,zlev,zw2,fm,entr,  &
456     &       detr,zqla,lev_out,lunout1,igout)
457
458#undef DevThermcellDown
459#ifdef DevThermcellDown
460      print*,'WARNING !!! routine thermcell_down en cours de developpement'
461      CALL thermcell_down(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay,pplev,  &
462     &           lmax,fm,entr,detr,zthl)
463
464#endif
465
466!IM 060508    &       detr,zqla,zmax,lev_out,lunout,igout)
467
468      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_flux'
469      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lalim ')
470      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lmax  ')
471
472!------------------------------------------------------------------
473!   On ne prend pas directement les profils issus des calculs precedents
474!   mais on s'autorise genereusement une relaxation vers ceci avec
475!   une constante de temps tau_thermals (typiquement 1800s).
476!------------------------------------------------------------------
477
478      if (tau_thermals>1.) then
479         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
480         fm0=(1.-lambda)*fm+lambda*fm0
481         entr0=(1.-lambda)*entr+lambda*entr0
482         detr0=(1.-lambda)*detr+lambda*detr0
483      else
484         fm0=fm
485         entr0=entr
486         detr0=detr
487      endif
488
489!c------------------------------------------------------------------
490!   calcul du transport vertical
491!------------------------------------------------------------------
492
493      call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
494     &                    zthl,zdthladj,zta,lev_out)
495      call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
496     &                   po,pdoadj,zoa,lev_out)
497
498#ifdef ISO
499        ! C Risi: on utilise directement la meme routine
500        do ixt=1,ntiso
501          do ll=1,nlay
502            DO ig=1,ngrid
503                xtpo_tmp(ig,ll)=xtpo(ixt,ig,ll)
504                xtzo_tmp(ig,ll)=xtzo(ixt,ig,ll)
505            enddo
506          enddo
507          call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
508     &                   xtpo_tmp,xtpdoadj_tmp,xtzo_tmp,lev_out)
509          do ll=1,nlay
510            DO ig=1,ngrid
511                xtpdoadj(ixt,ig,ll)=xtpdoadj_tmp(ig,ll)
512            enddo
513          enddo
514        enddo
515#endif
516
517#ifdef ISO     
518#ifdef ISOVERIF
519      DO  ll=1,nlay
520        DO ig=1,ngrid
521          if (iso_eau.gt.0) then
522              call iso_verif_egalite(xtpo(iso_eau,ig,ll), &
523     &          po(ig,ll),'thermcell_main 594')
524              call iso_verif_egalite(xtpdoadj(iso_eau,ig,ll), &
525     &          pdoadj(ig,ll),'thermcell_main 596')
526          endif
527          if (iso_HDO.gt.0) then
528              call iso_verif_aberrant_encadre(xtpo(iso_hdo,ig,ll) &
529     &           /po(ig,ll),'thermcell_main 610')
530          endif
531        enddo
532      enddo !DO  ll=1,nlay
533      write(*,*) 'thermcell_main 600 tmp: apres thermcell_dq'
534#endif     
535#endif
536
537
538
539!------------------------------------------------------------------
540! Calcul de la fraction de l'ascendance
541!------------------------------------------------------------------
542      do ig=1,ngrid
543         fraca(ig,1)=0.
544         fraca(ig,nlay+1)=0.
545      enddo
546      do l=2,nlay
547         do ig=1,ngrid
548            if (zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
549            fraca(ig,l)=fm(ig,l)/(rhobarz(ig,l)*zw2(ig,l))
550            else
551            fraca(ig,l)=0.
552            endif
553         enddo
554      enddo
555     
556!------------------------------------------------------------------
557!  calcul du transport vertical du moment horizontal
558!------------------------------------------------------------------
559
560!IM 090508 
561      if (dvdq == 0 ) then
562
563! Calcul du transport de V tenant compte d'echange par gradient
564! de pression horizontal avec l'environnement
565
566         call thermcell_dv2(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
567!    &    ,fraca*dvdq,zmax &
568     &    ,fraca,zmax &
569     &    ,zu,zv,pduadj,pdvadj,zua,zva,lev_out)
570
571      else
572
573! calcul purement conservatif pour le transport de V
574         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
575     &    ,zu,pduadj,zua,lev_out)
576         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
577     &    ,zv,pdvadj,zva,lev_out)
578
579      endif
580
581!     print*,'13 OK convect8'
582      do l=1,nlay
583         do ig=1,ngrid
584           pdtadj(ig,l)=zdthladj(ig,l)*zpspsk(ig,l) 
585         enddo
586      enddo
587
588      if (prt_level.ge.1) print*,'14 OK convect8'
589!------------------------------------------------------------------
590!   Calculs de diagnostiques pour les sorties
591!------------------------------------------------------------------
592!calcul de fraca pour les sorties
593     
594      if (sorties) then
595      if (prt_level.ge.1) print*,'14a OK convect8'
596! calcul du niveau de condensation
597! initialisation
598      do ig=1,ngrid
599         nivcon(ig)=0
600         zcon(ig)=0.
601      enddo
602!nouveau calcul
603      do ig=1,ngrid
604      CHI=zh(ig,1)/(1669.0-122.0*zo(ig,1)/zqsat(ig,1)-zh(ig,1))
605      pcon(ig)=pplay(ig,1)*(zo(ig,1)/zqsat(ig,1))**CHI
606      enddo
607!IM   do k=1,nlay
608      do k=1,nlay-1
609         do ig=1,ngrid
610         if ((pcon(ig).le.pplay(ig,k))  &
611     &      .and.(pcon(ig).gt.pplay(ig,k+1))) then
612            zcon2(ig)=zlay(ig,k)-(pcon(ig)-pplay(ig,k))/(RG*rho(ig,k))/100.
613         endif
614         enddo
615      enddo
616!IM
617      ierr=0
618      do ig=1,ngrid
619        if (pcon(ig).le.pplay(ig,nlay)) then
620           zcon2(ig)=zlay(ig,nlay)-(pcon(ig)-pplay(ig,nlay))/(RG*rho(ig,nlay))/100.
621           ierr=1
622        endif
623      enddo
624      if (ierr==1) then
625           abort_message = 'thermcellV0_main: les thermiques vont trop haut '
626           CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
627      endif
628
629      if (prt_level.ge.1) print*,'14b OK convect8'
630      do k=nlay,1,-1
631         do ig=1,ngrid
632            if (zqla(ig,k).gt.1e-10) then
633               nivcon(ig)=k
634               zcon(ig)=zlev(ig,k)
635            endif
636         enddo
637      enddo
638      if (prt_level.ge.1) print*,'14c OK convect8'
639!calcul des moments
640!initialisation
641      do l=1,nlay
642         do ig=1,ngrid
643            q2(ig,l)=0.
644            wth2(ig,l)=0.
645            wth3(ig,l)=0.
646            ratqscth(ig,l)=0.
647            ratqsdiff(ig,l)=0.
648         enddo
649      enddo     
650      if (prt_level.ge.1) print*,'14d OK convect8'
651      if (prt_level.ge.10)write(lunout,*)                                &
652    &     'WARNING thermcell_main wth2=0. si zw2 > 1.e-10'
653      do l=1,nlay
654         do ig=1,ngrid
655            zf=fraca(ig,l)
656            zf2=zf/(1.-zf)
657!
658            thetath2(ig,l)=zf2*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))**2
659            if(zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
660             wth2(ig,l)=zf2*(zw2(ig,l))**2
661            else
662             wth2(ig,l)=0.
663            endif
664            wth3(ig,l)=zf2*(1-2.*fraca(ig,l))/(1-fraca(ig,l))  &
665     &                *zw2(ig,l)*zw2(ig,l)*zw2(ig,l)
666            q2(ig,l)=zf2*(zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)**2
667!test: on calcul q2/po=ratqsc
668            ratqscth(ig,l)=sqrt(max(q2(ig,l),1.e-6)/(po(ig,l)*1000.))
669         enddo
670      enddo
671!calcul des flux: q, thetal et thetav
672      do l=1,nlay
673         do ig=1,ngrid
674      wq(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)
675      wthl(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))
676      wthv(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))
677         enddo
678      enddo
679
680!calcul du ratqscdiff
681      if (prt_level.ge.1) print*,'14e OK convect8'
682      var=0.
683      vardiff=0.
684      ratqsdiff(:,:)=0.
685
686      do l=1,nlay
687         do ig=1,ngrid
688            if (l<=lalim(ig)) then
689            var=var+alim_star(ig,l)*zqta(ig,l)*1000.
690            endif
691         enddo
692      enddo
693
694      if (prt_level.ge.1) print*,'14f OK convect8'
695
696      do l=1,nlay
697         do ig=1,ngrid
698            if (l<=lalim(ig)) then
699               zf=fraca(ig,l)
700               zf2=zf/(1.-zf)
701               vardiff=vardiff+alim_star(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-var)**2
702            endif
703         enddo
704      enddo
705
706      if (prt_level.ge.1) print*,'14g OK convect8'
707         do l=1,nlay
708            do ig=1,ngrid
709               ratqsdiff(ig,l)=sqrt(vardiff)/(po(ig,l)*1000.)   
710            enddo
711         enddo
712      endif
713
714      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main FIN  OK'
715
716 RETURN
717      end subroutine thermcell_main
718
719!=============================================================================
720!/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
721!=============================================================================
722      subroutine test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,long,ztv,po,ztva, &  ! in
723    &            zqla,f_star,zw2,comment)                          ! in
724!=============================================================================
725      USE thermcell_ini_mod, ONLY: prt_level
726      IMPLICIT NONE
727
728      integer i, k, ngrid,nlay
729      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: pplay,ztv,po,ztva,zqla
730      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: f_star,zw2
731      integer, intent(in), dimension(ngrid) :: long
732      real seuil
733      character*21 comment
734
735      seuil=0.25
736
737      if (prt_level.ge.1) THEN
738       print*,'WARNING !!! TEST ',comment
739      endif
740      return
741
742!  test sur la hauteur des thermiques ...
743         do i=1,ngrid
744!IMtemp           if (pplay(i,long(i)).lt.seuil*pplev(i,1)) then
745           if (prt_level.ge.10) then
746               print*,'WARNING ',comment,' au point ',i,' K= ',long(i)
747               print*,'  K  P(MB)  THV(K)     Qenv(g/kg)THVA        QLA(g/kg)   F*        W2'
748               do k=1,nlay
749                  write(6,'(i3,7f10.3)') k,pplay(i,k),ztv(i,k),1000*po(i,k),ztva(i,k),1000*zqla(i,k),f_star(i,k),zw2(i,k)
750               enddo
751           endif
752         enddo
753
754
755      return
756      end
757
758! nrlmd le 10/04/2012   Transport de la TKE par le thermique moyen pour la fermeture en ALP
759!                       On transporte pbl_tke pour donner therm_tke
760!                       Copie conforme de la subroutine DTKE dans physiq.F ecrite par Frederic Hourdin
761
762!=======================================================================
763!///////////////////////////////////////////////////////////////////////
764!=======================================================================
765
766      subroutine thermcell_tke_transport( &
767     &     ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,rg,pplev,  &   ! in
768     &     therm_tke_max)                                ! out
769      USE thermcell_ini_mod, ONLY: prt_level
770      implicit none
771
772!=======================================================================
773!
774!   Calcul du transport verticale dans la couche limite en presence
775!   de "thermiques" explicitement representes
776!   calcul du dq/dt une fois qu'on connait les ascendances
777!
778!=======================================================================
779
780      integer ngrid,nlay
781
782      real, intent(in) :: ptimestep
783      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,pplev
784      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: entr0
785      real, intent(in) :: rg
786      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: therm_tke_max
787
788      real detr0(ngrid,nlay)
789      real masse0(ngrid,nlay)
790      real masse(ngrid,nlay),fm(ngrid,nlay+1)
791      real entr(ngrid,nlay)
792      real q(ngrid,nlay)
793      integer lev_out                           ! niveau pour les print
794
795      real qa(ngrid,nlay),detr(ngrid,nlay),wqd(ngrid,nlay+1)
796      integer ig,k
797
798
799      lev_out=0
800
801
802      if (prt_level.ge.1) print*,'Q2 THERMCEL_DQ 0'
803
804!   calcul du detrainement
805      do k=1,nlay
806         detr0(:,k)=fm0(:,k)-fm0(:,k+1)+entr0(:,k)
807         masse0(:,k)=(pplev(:,k)-pplev(:,k+1))/RG
808      enddo
809
810
811! Decalage vertical des entrainements et detrainements.
812      masse(:,1)=0.5*masse0(:,1)
813      entr(:,1)=0.5*entr0(:,1)
814      detr(:,1)=0.5*detr0(:,1)
815      fm(:,1)=0.
816      do k=1,nlay-1
817         masse(:,k+1)=0.5*(masse0(:,k)+masse0(:,k+1))
818         entr(:,k+1)=0.5*(entr0(:,k)+entr0(:,k+1))
819         detr(:,k+1)=0.5*(detr0(:,k)+detr0(:,k+1))
820         fm(:,k+1)=fm(:,k)+entr(:,k)-detr(:,k)
821      enddo
822      fm(:,nlay+1)=0.
823
824
825   q(:,:)=therm_tke_max(:,:)
826!!! nrlmd le 16/09/2010
827      do ig=1,ngrid
828         qa(ig,1)=q(ig,1)
829      enddo
830!!!
831
832    if (1==1) then
833      do k=2,nlay
834         do ig=1,ngrid
835            if ((fm(ig,k+1)+detr(ig,k))*ptimestep.gt.  &
836     &         1.e-5*masse(ig,k)) then
837         qa(ig,k)=(fm(ig,k)*qa(ig,k-1)+entr(ig,k)*q(ig,k))  &
838     &         /(fm(ig,k+1)+detr(ig,k))
839            else
840               qa(ig,k)=q(ig,k)
841            endif
842            if (qa(ig,k).lt.0.) then
843!               print*,'qa<0!!!'
844            endif
845            if (q(ig,k).lt.0.) then
846!               print*,'q<0!!!'
847            endif
848         enddo
849      enddo
850
851! Calcul du flux subsident
852
853      do k=2,nlay
854         do ig=1,ngrid
855            wqd(ig,k)=fm(ig,k)*q(ig,k)
856            if (wqd(ig,k).lt.0.) then
857!               print*,'wqd<0!!!'
858            endif
859         enddo
860      enddo
861      do ig=1,ngrid
862         wqd(ig,1)=0.
863         wqd(ig,nlay+1)=0.
864      enddo
865
866! Calcul des tendances
867      do k=1,nlay
868         do ig=1,ngrid
869            q(ig,k)=q(ig,k)+(detr(ig,k)*qa(ig,k)-entr(ig,k)*q(ig,k)  &
870     &               -wqd(ig,k)+wqd(ig,k+1))  &
871     &               *ptimestep/masse(ig,k)
872         enddo
873      enddo
874
875 endif
876
877   therm_tke_max(:,:)=q(:,:)
878
879      return
880!!! fin nrlmd le 10/04/2012
881     end
882
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.