source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/alpale_th.F90 @ 3513

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Line 
1SUBROUTINE alpale_th ( dtime, lmax_th, t_seri, cell_area,  &
2                       cin, s2, n2,  &
3                       ale_bl_trig, ale_bl_stat, ale_bl,  &
4                       alp_bl, alp_bl_stat, &
5                       proba_notrig, random_notrig, birth_rate)
6
7! **************************************************************
8! *
9! ALPALE_TH                                                    *
10! *
11! *
12! written by   : Jean-Yves Grandpeix, 11/05/2016              *
13! modified by :                                               *
14! **************************************************************
15
16  USE dimphy
17  USE ioipsl_getin_p_mod, ONLY : getin_p
18  USE print_control_mod, ONLY: mydebug=>debug , lunout, prt_level
19!
20  IMPLICIT NONE
21
22!================================================================
23! Auteur(s)   : Jean-Yves Grandpeix, 11/05/2016
24! Objet : Contribution of the thermal scheme to Ale and Alp
25!================================================================
26
27! Input arguments
28!----------------
29  REAL, INTENT(IN)                                           :: dtime
30  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                          :: cell_area
31  INTEGER, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                       :: lmax_th
32  REAL, DIMENSION(klon,klev), INTENT(IN)                     :: t_seri
33  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                          :: ale_bl_stat
34  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                          :: cin
35  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN)                          :: s2, n2
36                                                               
37  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT)                       :: ale_bl_trig, ale_bl
38  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT)                       :: alp_bl
39  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT)                       :: alp_bl_stat
40  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT)                       :: proba_notrig
41
42  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)                         :: random_notrig
43
44  REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT)                         :: birth_rate
45
46  include "thermcell.h"
47
48! Local variables
49!----------------
50  INTEGER                                                    :: i
51  LOGICAL, SAVE                                              :: first = .TRUE.
52  REAL, SAVE                                                 :: random_notrig_max=1.
53  REAL, SAVE                                                 :: cv_feed_area
54  REAL                                                       :: birth_number
55  REAL, DIMENSION(klon)                                      :: ale_bl_ref
56  REAL, DIMENSION(klon)                                      :: tau_trig
57!
58    !$OMP THREADPRIVATE(random_notrig_max)
59    !$OMP THREADPRIVATE(cv_feed_area)
60    !$OMP THREADPRIVATE(first)
61!
62 REAL umexp  ! expression of (1.-exp(-x))/x valid for all x, especially when x->0
63 REAL x
64 umexp(x) = max(sign(1.,x-1.e-3),0.)*(1.-exp(-x))/max(x,1.e-3) + &
65            (1.-max(sign(1.,x-1.e-3),0.))*(1.-0.5*x*(1.-x/3.*(1.-0.25*x)))  !!! correct formula            (jyg)
66!!!            (1.-max(sign(1.,x-1.e-3),0.))*(-0.5*x*(1.-x/3.*(1.-0.25*x))) !!! bug introduced by mistake  (jyg)
67!!!            (1.-max(sign(1.,x-1.e-3),0.))*(1.-0.5*x*(1.-x/3.*(1.-0.25*x)))  !!! initial correct formula (jyg)
68!
69!+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
70!  JYG, 20160513 : Introduction of the Effective Lifting Power (ELP), which
71! takes into account the area (cv_feed_area) covered by thermals contributing
72! to each cumulonimbus.
73!   The use of ELP prevents singularities when the trigger probability tends to
74! zero. It is activated by iflag_clos_bl = 3.
75!   The ELP values are stored in the ALP_bl variable.
76!   
77!+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
78!
79!!
80!!  The following 3 lines should be commented if one wants to activate the
81!! multiplication of no-trigger probabilities between calls to the convection
82!! scheme.
83!!
84             do i=1,klon
85                proba_notrig(i)=1.
86             enddo
87!!
88!!
89!---------------------------------------
90  IF (iflag_clos_bl .LT. 3) THEN
91!---------------------------------------
92!
93!      Original code (Nicolas Rochetin)
94!     --------------------------------
95
96    IF (first) THEN
97       random_notrig_max=1.
98       CALL getin_p('random_notrig_max',random_notrig_max)
99       first=.FALSE.
100    ENDIF
101          !cc nrlmd le 10/04/2012
102          !-----------Stochastic triggering-----------
103          if (iflag_trig_bl.ge.1) then
104             !
105             IF (prt_level .GE. 10) THEN
106                print *,'cin, ale_bl_stat, alp_bl, alp_bl_stat ', &
107                     cin, ale_bl_stat, alp_bl, alp_bl_stat
108             ENDIF
109
110
111             !----Initialisations
112             do i=1,klon
113!!jyg                proba_notrig(i)=1.
114                random_notrig(i)=1e6*ale_bl_stat(i)-int(1e6*ale_bl_stat(i))
115                if ( random_notrig(i) > random_notrig_max ) random_notrig(i)=0.
116                if ( ale_bl_trig(i) .lt. abs(cin(i))+1.e-10 ) then
117                   tau_trig(i)=tau_trig_shallow
118                else
119                   tau_trig(i)=tau_trig_deep
120                endif
121             enddo
122             !
123             IF (prt_level .GE. 10) THEN
124                print *,'random_notrig, tau_trig ', &
125                     random_notrig, tau_trig
126                print *,'s_trig,s2,n2 ', &
127                     s_trig,s2,n2
128             ENDIF
129
130             !Option pour re-activer l'ancien calcul de Ale_bl (iflag_trig_bl=2)
131             IF (iflag_trig_bl.eq.1) then
132
133                !----Tirage al\'eatoire et calcul de ale_bl_trig
134                do i=1,klon
135                   if ( (ale_bl_stat(i) .gt. abs(cin(i))+1.e-10) )  then
136                      proba_notrig(i)=proba_notrig(i)* &
137                         (1.-exp(-s_trig/s2(i)))**(n2(i)*dtime/tau_trig(i))
138                      !        print *, 'proba_notrig(i) ',proba_notrig(i)
139                      if (random_notrig(i) .ge. proba_notrig(i)) then
140                         ale_bl_trig(i)=ale_bl_stat(i)
141                      else
142                         ale_bl_trig(i)=0.
143                      endif
144                      birth_rate(i) = n2(i)*exp(-s_trig/s2(i))/(tau_trig(i)*cell_area(i))
145!!!                      birth_rate(i) = max(birth_rate(i),1.e-18)
146                   else
147!!jyg                      proba_notrig(i)=1.
148                      birth_rate(i) = 0.
149                      random_notrig(i)=0.
150                      ale_bl_trig(i)=0.
151                   endif
152                enddo
153
154             ELSE IF (iflag_trig_bl.ge.2) then
155
156                do i=1,klon
157                   if ( (Ale_bl(i) .gt. abs(cin(i))+1.e-10) )  then
158                      proba_notrig(i)=proba_notrig(i)* &
159                         (1.-exp(-s_trig/s2(i)))**(n2(i)*dtime/tau_trig(i))
160                      !        print *, 'proba_notrig(i) ',proba_notrig(i)
161                      if (random_notrig(i) .ge. proba_notrig(i)) then
162                         ale_bl_trig(i)=Ale_bl(i)
163                      else
164                         ale_bl_trig(i)=0.
165                      endif
166                      birth_rate(i) = n2(i)*exp(-s_trig/s2(i))/(tau_trig(i)*cell_area(i))
167!!!                      birth_rate(i) = max(birth_rate(i),1.e-18)
168                   else
169!!jyg                      proba_notrig(i)=1.
170                      birth_rate(i) = 0.
171                      random_notrig(i)=0.
172                      ale_bl_trig(i)=0.
173                   endif
174                enddo
175
176             ENDIF
177
178             !
179             IF (prt_level .GE. 10) THEN
180                print *,'proba_notrig, ale_bl_trig ', &
181                     proba_notrig, ale_bl_trig
182             ENDIF
183
184          endif !(iflag_trig_bl)
185
186          !-----------Statistical closure-----------
187          if (iflag_clos_bl.eq.1) then
188
189             do i=1,klon
190                !CR: alp probabiliste
191                if (ale_bl_trig(i).gt.0.) then
192                   alp_bl(i)=alp_bl(i)/(1.-min(proba_notrig(i),0.999))
193                endif
194             enddo
195
196          else if (iflag_clos_bl.eq.2) then
197
198             !CR: alp calculee dans thermcell_main
199             do i=1,klon
200                alp_bl(i)=alp_bl_stat(i)
201             enddo
202
203          else
204
205             alp_bl_stat(:)=0.
206
207          endif !(iflag_clos_bl)
208
209!
210!---------------------------------------
211  ELSEIF (iflag_clos_bl .EQ. 3) THEN  ! (iflag_clos_bl .LT. 3)
212!---------------------------------------
213!
214!      New code with Effective Lifting Power
215!     -------------------------------------
216    IF (first) THEN
217       cv_feed_area = 1.e10   ! m2
218       CALL getin_p('cv_feed_area', cv_feed_area)
219       first=.FALSE.
220    ENDIF
221
222          !-----------Stochastic triggering-----------
223     if (iflag_trig_bl.ge.1) then
224        !
225        IF (prt_level .GE. 10) THEN
226           print *,'cin, ale_bl_stat, alp_bl_stat ', &
227                cin, ale_bl_stat, alp_bl_stat
228        ENDIF
229
230        ! Use ale_bl_stat (Rochetin's code) or ale_bl (old code) according to
231        ! iflag_trig_bl value.
232        IF (iflag_trig_bl.eq.1) then         ! use ale_bl_stat (Rochetin computation)
233         do i=1,klon
234              ale_bl_ref(i)=ale_bl_stat(i)
235         enddo
236        ELSE IF (iflag_trig_bl.ge.2) then    ! use ale_bl (old computation)
237         do i=1,klon
238              ale_bl_ref(i)=Ale_bl(i)
239         enddo
240        ENDIF ! (iflag_trig_bl.eq.1)
241
242
243        !----Initializations and random number generation
244        do i=1,klon
245!!jyg           proba_notrig(i)=1.
246           random_notrig(i)=1e6*ale_bl_stat(i)-int(1e6*ale_bl_stat(i))
247           if ( ale_bl_trig(i) .lt. abs(cin(i))+1.e-10 ) then
248              tau_trig(i)=tau_trig_shallow
249           else
250              tau_trig(i)=tau_trig_deep
251           endif
252        enddo
253        !
254        IF (prt_level .GE. 10) THEN
255           print *,'random_notrig, tau_trig ', &
256                random_notrig, tau_trig
257           print *,'s_trig,s2,n2 ', &
258                s_trig,s2,n2
259        ENDIF
260
261        !----alp_bl computation
262        do i=1,klon
263           if ( (ale_bl_ref(i) .gt. abs(cin(i))+1.e-10) )  then
264              birth_number = n2(i)*exp(-s_trig/s2(i))
265              birth_rate(i) = birth_number/(tau_trig(i)*cell_area(i))
266!!!              birth_rate(i) = max(birth_rate(i),1.e-18)
267              proba_notrig(i)=proba_notrig(i)*exp(-birth_number*dtime/tau_trig(i))
268              Alp_bl(i) = Alp_bl(i)* &
269                          umexp(-birth_number*cv_feed_area/cell_area(i))/ &
270                          umexp(-birth_number*dtime/tau_trig(i))*  &
271                          tau_trig(i)*cv_feed_area/(dtime*cell_area(i))
272          else
273!!jyg              proba_notrig(i)=1.
274              birth_rate(i)=0.
275              random_notrig(i)=0.
276              alp_bl(i)=0.
277           endif
278        enddo
279
280        !----ale_bl_trig computation
281         do i=1,klon
282           if (random_notrig(i) .ge. proba_notrig(i)) then
283              ale_bl_trig(i)=ale_bl_ref(i)
284           else
285              ale_bl_trig(i)=0.
286           endif
287         enddo
288
289        !
290        IF (prt_level .GE. 10) THEN
291           print *,'proba_notrig, ale_bl_trig ', &
292                proba_notrig, ale_bl_trig
293        ENDIF
294
295     endif !(iflag_trig_bl .ge. 1)
296
297!---------------------------------------
298  ENDIF ! (iflag_clos_bl .LT. 3)
299!---------------------------------------
300
301          IF (prt_level .GE. 10) THEN
302             print *,'alpale_th: ale_bl_trig, alp_bl_stat, birth_rate ', &
303                      ale_bl_trig(1), alp_bl_stat(1), birth_rate(1)
304          ENDIF
305
306          !cc fin nrlmd le 10/04/2012
307!
308          !IM/FH: 2011/02/23
309          ! Couplage Thermiques/Emanuel seulement si T<0
310          if (iflag_coupl==2) then
311             IF (prt_level .GE. 10) THEN
312                print*,'Couplage Thermiques/Emanuel seulement si T<0'
313             ENDIF
314             do i=1,klon
315                if (t_seri(i,lmax_th(i))>273.) then
316                   Ale_bl(i)=0.
317                endif
318             enddo
319    print *,'In order to run with iflag_coupl=2, you have to comment out the following stop'
320             STOP
321          endif
322   RETURN
323   END
324
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.