source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/calwake.F90 @ 5069

Last change on this file since 5069 was 4744, checked in by jyg, 13 months ago

Implementation of a two radii model for wake population dynamics.
It is activated with : iflag_wk_pop_dyn=3

  • 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: 10.7 KB
Line 
1
2! $Id: calwake.F90 4744 2023-11-02 09:09:59Z abarral $
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_s, wake_dens, awake_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_ds, wake_ddens, awake_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  USE lmdz_wake, ONLY : wake
32  IMPLICIT NONE
33  ! ======================================================================
34  include "YOMCST.h"
35
36  ! Arguments
37  ! ----------
38  ! Input
39  ! ----
40  INTEGER,                       INTENT (IN)         :: iflag_wake_tend
41  REAL,                          INTENT (IN)         :: dtime
42  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: pplay
43  REAL, DIMENSION(klon, klev+1), INTENT (IN)         :: paprs
44  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: t, q, omgb
45  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: dt_dwn, dq_dwn
46  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: m_up, m_dwn
47  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: dt_a, dq_a
48  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: wgen
49  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: sigd
50  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: Cin
51  ! Input/Output
52  ! ------------
53  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (INOUT)      :: wake_deltat, wake_deltaq
54  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (INOUT)      :: wake_s, awake_s
55  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (INOUT)      :: wake_dens, awake_dens
56  ! Output
57  ! ------
58  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: dt_wake, dq_wake
59!!jyg  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_k
60  INTEGER, DIMENSION(klon),      INTENT (OUT)        :: wake_k
61  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_d_deltat_gw
62  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_h
63  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_dth
64  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_pe, wake_fip, wake_gfl
65  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: t_x, q_x
66  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_omgbdth, wake_dp_omgb
67  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_dtke, wake_dqke
68  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_omg, wake_dp_deltomg
69  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_spread
70  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_cstar
71  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_ddeltat, wake_ddeltaq
72  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_ds, awake_ds, wake_ddens, awake_ddens
73
74
75  ! Variable internes
76  ! -----------------
77  LOGICAL, SAVE                                      :: first = .TRUE.
78  !$OMP THREADPRIVATE(first)
79  INTEGER                                            :: i, l
80  INTEGER, DIMENSION(klon)                           :: znatsurf    ! 0 if pctsrf(is_oce)>0.1; 1 else.
81  REAL                                               :: aire
82  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: p,  pi
83  REAL, DIMENSION(klon, klev+1)                      ::  ph
84  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        ::  omgbe
85  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: te, qe
86  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtdwn, dqdwn
87  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dta, dqa
88  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: amdwn, amup
89  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtw, dqw, dth
90  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtls, dqls
91  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: tx, qx
92  REAL, DIMENSION(klon)                              :: hw, wape, fip, gfl
93  REAL, DIMENSION(klon)                              :: sigmaw, asigmaw, wdens, awdens
94  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: omgbdth
95  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dp_omgb
96  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtke, dqke
97  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: omg
98  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dp_deltomg, spread
99  REAL, DIMENSION(klon)                              :: cstar
100  REAL, DIMENSION(klon)                              :: sigd0
101  INTEGER, DIMENSION(klon)                           :: ktopw
102  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: d_deltat_gw
103  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: d_deltatw, d_deltaqw
104  REAL, DIMENSION(klon)                              :: d_sigmaw, d_asigmaw, d_wdens, d_awdens
105
106  REAL                                               :: rdcp
107
108
109  IF (prt_level >= 10) THEN
110    print *, '-> calwake, wake_s, awake_s, wgen input ', wake_s(1), awake_s(1), wgen(1)
111  ENDIF
112
113  rdcp = 1./3.5
114
115  znatsurf(:) = 0
116  DO i = 1,klon
117    IF (pctsrf(i,is_oce) < 0.1) znatsurf(i) = 1
118  ENDDO
119
120
121  ! -----------------------------------------------------------
122  ! IM 290108     DO 999 i=1,klon   ! a vectoriser
123  ! ----------------------------------------------------------
124
125
126  DO l = 1, klev
127    DO i = 1, klon
128      p(i, l) = pplay(i, l)
129      ph(i, l) = paprs(i, l)
130      pi(i, l) = (pplay(i,l)/100000.)**rdcp
131
132      te(i, l) = t(i, l)
133      qe(i, l) = q(i, l)
134      omgbe(i, l) = omgb(i, l)
135
136      dtdwn(i, l) = dt_dwn(i, l)
137      dqdwn(i, l) = dq_dwn(i, l)
138      dta(i, l) = dt_a(i, l)
139      dqa(i, l) = dq_a(i, l)
140    END DO
141  END DO
142
143!----------------------------------------------------------------
144!         Initialize tendencies to zero
145!----------------------------------------------------------------
146dtls(:,:) = 0.
147dqls(:,:) = 0.
148d_deltat_gw(:,:) = 0.
149d_deltatw(:,:) = 0.
150d_deltaqw(:,:) = 0.
151d_sigmaw(:) = 0.
152d_asigmaw(:) = 0.
153d_wdens(:) = 0.
154d_awdens(:) = 0.
155!
156
157  DO i = 1, klon
158    sigd0(i) = sigd(i)
159  END DO
160  ! print*, 'sigd0,sigd', sigd0, sigd(i)
161  DO i = 1, klon
162    ph(i, klev+1) = 0.
163  END DO
164
165!!jyg!  DO i = 1, klon                 
166!!jyg!    ktopw(i) = NINT(wake_k(i))   
167!!jyg!  END DO                         
168
169  DO i = 1, klon
170    hw(i) = wake_h(i)
171  END DO
172!
173!    Make a copy of state variables
174  DO l = 1, klev
175    DO i = 1, klon
176      dtw(i, l) = wake_deltat(i, l)
177      dqw(i, l) = wake_deltaq(i, l)
178    END DO
179  END DO
180
181  DO i = 1, klon
182    sigmaw(i)  = wake_s(i)
183    asigmaw(i) = awake_s(i)
184  END DO
185
186  DO i = 1, klon
187    wdens(i) = max(0., wake_dens(i))
188    awdens(i) = max(0., awake_dens(i))
189  END DO
190
191  ! fkc les flux de masses sont evalues aux niveaux et valent 0 a la surface
192  ! fkc  on veut le flux de masse au milieu des couches
193
194  DO l = 1, klev - 1
195    DO i = 1, klon
196      amdwn(i, l) = 0.5*(m_dwn(i,l)+m_dwn(i,l+1))
197      amdwn(i, l) = (m_dwn(i,l+1))
198    END DO
199  END DO
200
201  ! au sommet le flux de masse est nul
202
203  DO i = 1, klon
204    amdwn(i, klev) = 0.5*m_dwn(i, klev)
205  END DO
206
207  DO l = 1, klev
208    DO i = 1, klon
209      amup(i, l) = m_up(i, l)
210    END DO
211  END DO
212
213
214
215  CALL wake(klon,klev,znatsurf, p, ph, pi, dtime, &
216    te, qe, omgbe, &
217    dtdwn, dqdwn, amdwn, amup, dta, dqa, wgen, &
218    sigd0, Cin, &
219    dtw, dqw, sigmaw, asigmaw, wdens, awdens, &                      ! state variables
220    dth, hw, wape, fip, gfl, &
221    dtls, dqls, ktopw, omgbdth, dp_omgb, tx, qx, &
222    dtke, dqke, omg, dp_deltomg, spread, cstar, &
223    d_deltat_gw, &
224    d_deltatw, d_deltaqw, d_sigmaw, d_asigmaw, d_wdens, d_awdens)      ! tendencies
225
226!
227  DO l = 1, klev
228    DO i = 1, klon
229      IF (ktopw(i)>0) THEN
230        wake_d_deltat_gw(i, l) = d_deltat_gw(i, l)
231        wake_omgbdth(i, l) = omgbdth(i, l)
232        wake_dp_omgb(i, l) = dp_omgb(i, l)
233        wake_dtke(i, l) = dtke(i, l)
234        wake_dqke(i, l) = dqke(i, l)
235        wake_omg(i, l) = omg(i, l)
236        wake_dp_deltomg(i, l) = dp_deltomg(i, l)
237        wake_spread(i, l) = spread(i, l)
238        wake_dth(i, l) = dth(i, l)
239        dt_wake(i, l) = dtls(i, l)*dtime         ! derivative -> tendency
240        dq_wake(i, l) = dqls(i, l)*dtime         ! derivative -> tendency
241        t_x(i, l) = tx(i, l)
242        q_x(i, l) = qx(i, l)
243      ELSE
244        wake_d_deltat_gw(i, l) = 0.
245        wake_omgbdth(i, l) = 0.
246        wake_dp_omgb(i, l) = 0.
247        wake_dtke(i, l) = 0.
248        wake_dqke(i, l) = 0.
249        wake_omg(i, l) = 0.
250        wake_dp_deltomg(i, l) = 0.
251        wake_spread(i, l) = 0.
252        wake_dth(i, l) = 0.
253        dt_wake(i, l) = 0.
254        dq_wake(i, l) = 0.
255        t_x(i, l) = te(i, l)
256        q_x(i, l) = qe(i, l)
257      END IF
258    END DO
259  END DO
260
261  DO i = 1, klon
262    wake_h(i) = hw(i)
263    wake_pe(i) = wape(i)
264    wake_fip(i) = fip(i)
265    wake_gfl(i) = gfl(i)
266    wake_k(i) = ktopw(i)
267    wake_cstar(i) = cstar(i)
268  END DO
269
270!  Tendencies of state variables
271  DO l = 1, klev
272    DO i = 1, klon
273      IF (ktopw(i)>0) THEN
274        wake_ddeltat(i, l) = d_deltatw(i, l)*dtime
275        wake_ddeltaq(i, l) = d_deltaqw(i, l)*dtime
276      ELSE
277        wake_ddeltat(i, l) = -wake_deltat(i, l)
278        wake_ddeltaq(i, l) = -wake_deltaq(i, l)
279      END IF
280    END DO
281  END DO
282  DO i = 1, klon
283    IF (ktopw(i)>0) THEN
284      wake_ds(i) = d_sigmaw(i)*dtime
285      awake_ds(i) = d_asigmaw(i)*dtime
286      awake_ddens(i) = d_awdens(i)*dtime
287      wake_ddens(i) = d_wdens(i)*dtime
288    ELSE
289      wake_ds(i)    = -wake_s(i)
290      awake_ds(i)   = -awake_s(i)
291      wake_ddens(i) = -wake_dens(i)
292      awake_ddens(i)= -awake_dens(i)
293    END IF
294  END DO
295!
296
297!jyg< 
298  IF (iflag_wake_tend .EQ. 0) THEN
299!  Update State variables
300    DO l = 1, klev
301      DO i = 1, klon
302        IF (ktopw(i)>0) THEN
303          wake_deltat(i, l) = dtw(i, l)
304          wake_deltaq(i, l) = dqw(i, l)
305        ELSE
306          wake_deltat(i, l) = 0.
307          wake_deltaq(i, l) = 0.
308        END IF
309      END DO
310    END DO
311    DO i = 1, klon
312      wake_s(i) = sigmaw(i)
313      awake_s(i) = asigmaw(i)
314      awake_dens(i) = awdens(i)
315      wake_dens(i) = wdens(i)
316    END DO
317  ENDIF  ! (iflag_wake_tend .EQ. 0)
318!
319  IF (first) THEN
320    DO i = 1,klon
321      IF (wake_dens(i) < -1.) THEN
322        wake_dens(i) = wdens(i)
323      ENDIF
324    ENDDO
325    first=.false.
326  ENDIF  ! (first)
327!>jyg
328  IF (prt_level >= 10) THEN
329    print *, 'calwake ->, wake_s, awake_s ', wake_s(1), awake_s(1)
330  ENDIF
331
332  RETURN
333END SUBROUTINE calwake
334
335
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.