source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/calwake.F90 @ 3457

Last change on this file since 3457 was 3208, checked in by jyg, 7 years ago

Implementation of a first crude model of the
dynamic of wake population.
  • Property copyright set to
    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
    See the license file in the root directory
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 10.3 KB
Line 
1
2! $Id: calwake.F90 3208 2018-02-16 11:42:18Z fairhead $
3
4SUBROUTINE calwake(iflag_wake_tend, paprs, pplay, dtime, &
5    t, q, omgb, &
6    dt_dwn, dq_dwn, m_dwn, m_up, dt_a, dq_a, wgen, &
7    sigd, Cin, &
8    wake_deltat, wake_deltaq, wake_s, awake_dens, wake_dens, &
9    wake_dth, wake_h, &
10    wake_pe, wake_fip, wake_gfl, &
11    dt_wake, dq_wake, wake_k, t_x, q_x, wake_omgbdth, &
12    wake_dp_omgb, &
13    wake_dtke, wake_dqke, &
14    wake_omg, wake_dp_deltomg, &
15    wake_spread, wake_cstar, wake_d_deltat_gw, &
16    wake_ddeltat, wake_ddeltaq, wake_ds, awake_ddens, wake_ddens)
17  ! **************************************************************
18  ! *
19  ! CALWAKE                                                     *
20  ! interface avec le schema de calcul de la poche    *
21  ! froide                                            *
22  ! *
23  ! written by   : CHERUY Frederique, 13/03/2000, 10.31.05      *
24  ! modified by :  ROEHRIG Romain,    01/30/2007                *
25  ! **************************************************************
26
27  USE dimphy
28  USE phys_state_var_mod, ONLY: pctsrf
29  USE indice_sol_mod, ONLY: is_oce
30  USE print_control_mod, ONLY: mydebug=>debug , lunout, prt_level
31  IMPLICIT NONE
32  ! ======================================================================
33  include "YOMCST.h"
34
35  ! Arguments
36  ! ----------
37  ! Input
38  ! ----
39  INTEGER,                       INTENT (IN)         :: iflag_wake_tend
40  REAL,                          INTENT (IN)         :: dtime
41  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: pplay
42  REAL, DIMENSION(klon, klev+1), INTENT (IN)         :: paprs
43  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: t, q, omgb
44  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: dt_dwn, dq_dwn
45  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: m_up, m_dwn
46  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: dt_a, dq_a
47  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: wgen
48  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: sigd
49  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: Cin
50  ! Input/Output
51  ! ------------
52  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (INOUT)      :: wake_deltat, wake_deltaq
53  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (INOUT)      :: wake_s
54  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (INOUT)      :: awake_dens, wake_dens
55  ! Output
56  ! ------
57  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: dt_wake, dq_wake
58!!jyg  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_k
59  INTEGER, DIMENSION(klon),      INTENT (OUT)        :: wake_k
60  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_d_deltat_gw
61  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_h
62  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_dth
63  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_pe, wake_fip, wake_gfl
64  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: t_x, q_x
65  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_omgbdth, wake_dp_omgb
66  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_dtke, wake_dqke
67  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_omg, wake_dp_deltomg
68  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_spread
69  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_cstar
70  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_ddeltat, wake_ddeltaq
71  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_ds, awake_ddens, wake_ddens
72
73
74  ! Variable internes
75  ! -----------------
76  LOGICAL, SAVE                                      :: first = .TRUE.
77  !$OMP THREADPRIVATE(first)
78  INTEGER                                            :: i, l
79  INTEGER, DIMENSION(klon)                           :: znatsurf    ! 0 if pctsrf(is_oce)>0.1; 1 else.
80  REAL                                               :: aire
81  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: p,  pi
82  REAL, DIMENSION(klon, klev+1)                      ::  ph
83  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        ::  omgbe
84  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: te, qe
85  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtdwn, dqdwn
86  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dta, dqa
87  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: amdwn, amup
88  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtw, dqw, dth
89  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtls, dqls
90  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: tx, qx
91  REAL, DIMENSION(klon)                              :: hw, wape, fip, gfl
92  REAL, DIMENSION(klon)                              :: sigmaw, awdens, wdens
93  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: omgbdth
94  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dp_omgb
95  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtke, dqke
96  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: omg
97  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dp_deltomg, spread
98  REAL, DIMENSION(klon)                              :: cstar
99  REAL, DIMENSION(klon)                              :: sigd0
100  INTEGER, DIMENSION(klon)                           :: ktopw
101  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: d_deltat_gw
102  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: d_deltatw, d_deltaqw
103  REAL, DIMENSION(klon)                              :: d_sigmaw, d_awdens, d_wdens
104
105  REAL                                               :: rdcp
106
107
108  IF (prt_level >= 10) THEN
109    print *, '-> calwake, wake_s, wgen input ', wake_s(1), wgen(1)
110  ENDIF
111
112  rdcp = 1./3.5
113
114  znatsurf(:) = 0
115  DO i = 1,klon
116    IF (pctsrf(i,is_oce) < 0.1) znatsurf(i) = 1
117  ENDDO
118
119
120  ! -----------------------------------------------------------
121  ! IM 290108     DO 999 i=1,klon   ! a vectoriser
122  ! ----------------------------------------------------------
123
124
125  DO l = 1, klev
126    DO i = 1, klon
127      p(i, l) = pplay(i, l)
128      ph(i, l) = paprs(i, l)
129      pi(i, l) = (pplay(i,l)/100000.)**rdcp
130
131      te(i, l) = t(i, l)
132      qe(i, l) = q(i, l)
133      omgbe(i, l) = omgb(i, l)
134
135      dtdwn(i, l) = dt_dwn(i, l)
136      dqdwn(i, l) = dq_dwn(i, l)
137      dta(i, l) = dt_a(i, l)
138      dqa(i, l) = dq_a(i, l)
139    END DO
140  END DO
141
142!----------------------------------------------------------------
143!         Initialize tendencies to zero
144!----------------------------------------------------------------
145dtls(:,:) = 0.
146dqls(:,:) = 0.
147d_deltat_gw(:,:) = 0.
148d_deltatw(:,:) = 0.
149d_deltaqw(:,:) = 0.
150d_sigmaw(:) = 0.
151d_awdens(:) = 0.
152d_wdens(:) = 0.
153!
154
155  DO i = 1, klon
156    sigd0(i) = sigd(i)
157  END DO
158  ! print*, 'sigd0,sigd', sigd0, sigd(i)
159  DO i = 1, klon
160    ph(i, klev+1) = 0.
161  END DO
162
163!!jyg!  DO i = 1, klon                 
164!!jyg!    ktopw(i) = NINT(wake_k(i))   
165!!jyg!  END DO                         
166
167  DO i = 1, klon
168    hw(i) = wake_h(i)
169  END DO
170!
171!    Make a copy of state variables
172  DO l = 1, klev
173    DO i = 1, klon
174      dtw(i, l) = wake_deltat(i, l)
175      dqw(i, l) = wake_deltaq(i, l)
176    END DO
177  END DO
178
179  DO i = 1, klon
180    sigmaw(i) = wake_s(i)
181  END DO
182
183  DO i = 1, klon
184    awdens(i) = max(0., awake_dens(i))
185    wdens(i) = max(0., wake_dens(i))
186  END DO
187
188  ! fkc les flux de masses sont evalues aux niveaux et valent 0 a la surface
189  ! fkc  on veut le flux de masse au milieu des couches
190
191  DO l = 1, klev - 1
192    DO i = 1, klon
193      amdwn(i, l) = 0.5*(m_dwn(i,l)+m_dwn(i,l+1))
194      amdwn(i, l) = (m_dwn(i,l+1))
195    END DO
196  END DO
197
198  ! au sommet le flux de masse est nul
199
200  DO i = 1, klon
201    amdwn(i, klev) = 0.5*m_dwn(i, klev)
202  END DO
203
204  DO l = 1, klev
205    DO i = 1, klon
206      amup(i, l) = m_up(i, l)
207    END DO
208  END DO
209
210  CALL wake(znatsurf, p, ph, pi, dtime, &
211    te, qe, omgbe, &
212    dtdwn, dqdwn, amdwn, amup, dta, dqa, wgen, &
213    sigd0, Cin, &
214    dtw, dqw, sigmaw, awdens, wdens, &                                   ! state variables
215    dth, hw, wape, fip, gfl, &
216    dtls, dqls, ktopw, omgbdth, dp_omgb, tx, qx, &
217    dtke, dqke, omg, dp_deltomg, spread, cstar, &
218    d_deltat_gw, &
219    d_deltatw, d_deltaqw, d_sigmaw, d_awdens, d_wdens)                     ! tendencies
220
221!
222  DO l = 1, klev
223    DO i = 1, klon
224      IF (ktopw(i)>0) THEN
225        wake_d_deltat_gw(i, l) = d_deltat_gw(i, l)
226        wake_omgbdth(i, l) = omgbdth(i, l)
227        wake_dp_omgb(i, l) = dp_omgb(i, l)
228        wake_dtke(i, l) = dtke(i, l)
229        wake_dqke(i, l) = dqke(i, l)
230        wake_omg(i, l) = omg(i, l)
231        wake_dp_deltomg(i, l) = dp_deltomg(i, l)
232        wake_spread(i, l) = spread(i, l)
233        wake_dth(i, l) = dth(i, l)
234        dt_wake(i, l) = dtls(i, l)*dtime         ! derivative -> tendency
235        dq_wake(i, l) = dqls(i, l)*dtime         ! derivative -> tendency
236        t_x(i, l) = tx(i, l)
237        q_x(i, l) = qx(i, l)
238      ELSE
239        wake_d_deltat_gw(i, l) = 0.
240        wake_omgbdth(i, l) = 0.
241        wake_dp_omgb(i, l) = 0.
242        wake_dtke(i, l) = 0.
243        wake_dqke(i, l) = 0.
244        wake_omg(i, l) = 0.
245        wake_dp_deltomg(i, l) = 0.
246        wake_spread(i, l) = 0.
247        wake_dth(i, l) = 0.
248        dt_wake(i, l) = 0.
249        dq_wake(i, l) = 0.
250        t_x(i, l) = te(i, l)
251        q_x(i, l) = qe(i, l)
252      END IF
253    END DO
254  END DO
255
256  DO i = 1, klon
257    wake_h(i) = hw(i)
258    wake_pe(i) = wape(i)
259    wake_fip(i) = fip(i)
260    wake_gfl(i) = gfl(i)
261    wake_k(i) = ktopw(i)
262    wake_cstar(i) = cstar(i)
263  END DO
264
265!  Tendencies of state variables
266  DO l = 1, klev
267    DO i = 1, klon
268      IF (ktopw(i)>0) THEN
269        wake_ddeltat(i, l) = d_deltatw(i, l)*dtime
270        wake_ddeltaq(i, l) = d_deltaqw(i, l)*dtime
271      ELSE
272        wake_ddeltat(i, l) = -wake_deltat(i, l)
273        wake_ddeltaq(i, l) = -wake_deltaq(i, l)
274      END IF
275    END DO
276  END DO
277  DO i = 1, klon
278    IF (ktopw(i)>0) THEN
279      wake_ds(i) = d_sigmaw(i)*dtime
280      awake_ddens(i) = d_awdens(i)*dtime
281      wake_ddens(i) = d_wdens(i)*dtime
282    ELSE
283      wake_ds(i)   = -wake_s(i)
284      wake_ddens(i)= -wake_dens(i)
285    END IF
286  END DO
287!
288
289!jyg< 
290  IF (iflag_wake_tend .EQ. 0) THEN
291!  Update State variables
292    DO l = 1, klev
293      DO i = 1, klon
294        IF (ktopw(i)>0) THEN
295          wake_deltat(i, l) = dtw(i, l)
296          wake_deltaq(i, l) = dqw(i, l)
297        ELSE
298          wake_deltat(i, l) = 0.
299          wake_deltaq(i, l) = 0.
300        END IF
301      END DO
302    END DO
303    DO i = 1, klon
304      wake_s(i) = sigmaw(i)
305      awake_dens(i) = awdens(i)
306      wake_dens(i) = wdens(i)
307    END DO
308  ENDIF  ! (iflag_wake_tend .EQ. 0)
309!
310  IF (first) THEN
311    DO i = 1,klon
312      IF (wake_dens(i) < -1.) THEN
313        wake_dens(i) = wdens(i)
314      ENDIF
315    ENDDO
316    first=.false.
317  ENDIF  ! (first)
318!>jyg
319
320  RETURN
321END SUBROUTINE calwake
322
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.