source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/clc_core_cp.F90 @ 4745

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Modification by O. Torres to the cdrag routines to include different bulk formulae
to calculate cdrag coefficients over ocean as well as an iteration of that
calculation.
The iteration is controlled by flag ok_cdrag_iter which if set to FALSE by default
to converge with previous results.
The choice of bulk formulae is set with the choix_bulk parameter
The number of iterations to run is set with nit_bulk
OT, PB, CD, LF

File size: 6.3 KB
Line 
1!
2! $Id$
3!
4      SUBROUTINE clc_core_cp(du, dt, dq, t1, q1, &
5                                zu, zt, zq, &
6                                        P,&
7                                n_it, mixte, &
8                         coeffs, rugosm, rugosh)
9
10      IMPLICIT NONE
11
12
13  !  INTEGER     :: i,j,k
14  REAL, INTENT(IN) :: du,dt,dq,t1,q1
15  REAL, INTENT(IN) :: zu,zt,zq, P
16  INTEGER, INTENT(IN):: n_it
17  LOGICAL, INTENT(IN) :: mixte
18  REAL, DIMENSION(3), INTENT(OUT) :: coeffs
19  real, intent(out) :: rugosm
20  real, intent(out) :: rugosh
21
22
23!  REAL :: du,dt,t1,dq,q1
24  REAL :: dt_u, dq_u
25
26
27
28  REAL :: cd, ch, cd_rt, cd_n10, ce_n10, ce,&
29       u_N, X,&
30       rho,cpa,le
31
32  REAL :: usr,tsr,qsr
33  REAL, DIMENSION(3) :: zeta                           ! dans l'ordre: it courant, it precedente, var
34  REAL, DIMENSION(2,3) :: psi
35  REAL, PARAMETER :: g = 9.81, k=.41, sqrt_k = .640312 !avec g= gravité, k = cste von karman, sqrt_k = racine(k)
36  REAL :: logzu_10,logzt_10,logzq_10,logzt_zu,logzq_zu,&
37       u,cd_n10_rt,ch_n10_rt,ch_n10,chi,z_0m,z_0h,tv
38  INTEGER :: i,j,m1,m2,m3,m4,m5
39
40
41  REAL :: phih,phid,phie
42
43 
44  REAL, parameter :: alpha=2.7e-3,&           !alpha = a1 ds formulation smith
45       beta = 1.42e-4,&                       !beta = a2 ds la formulation smith
46       gamma = 7.64e-5,&        !Large and yaeger 2006              !gamma = a3 ds formulation smith
47!       gamma = 13.09e-3,&         !Large and yaeger 2004
48       q0 = 1.64474                           ! q0 dzfinis mais pas reutilisée ds la suite ??
49
50  REAL, dimension(3) :: z
51  integer, dimension(2) :: tmp_shape
52  z = [zu, zt, zq]
53 
54
55
56  logzu_10 = LOG(zu/10.)
57  logzt_10 = LOG(zt/10.)
58  logzq_10 = LOG(zq/10.)
59  logzt_zu = logzt_10 - logzu_10
60  logzq_zu = logzq_10 - logzu_10
61
62  cpa = 1004.67                               !!! pas reutilise ds nvelle formulation...
63
64  tv = t1 * (1+.608*q1)                       !!!!! tv pas reutiliser ds nvelle formulation...
65  rho = p / (287.1 * t1 * (1.+.61*q1))        !!!! rho pas reutiliser ds nvelle formulation....
66
67
68  le = (2.501-.00237*(t1-273.15-dt))*1.e6     !!!!!! le pas reutiliser ds nvelle formulation....
69 
70  u = max(du,.5)                              !!!! u = vitesse du vent 1 er niveau
71  u_N = u                                     !!!!!!! u_N utilisée pour le calcul des premier calcul...
72 
73
74  !!!!! initialisation des parametres et premier calcul de z_0 cd et ch
75
76
77  if (mixte) then
78     z_0m = 1.e-4                             !!!!! pour l'initialisation on fixe z_0 a 10-4
79     cd_n10 = k**2 / (log(10/z_0m))**2        !!!!! on calcul ensuite cd a 10 m d'après smith
80     cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)   
81  else
82! Large and yaeger 2006
83     cd_n10 = alpha / u_n + beta + gamma * u_n !!!!! calcul de cd pour core pur
84! Large and yaeger 2004
85!     cd_n10 = 1E-3 * (2.7/U_n + 0.142 + U_n/13.09)
86     cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)                  !!!!!!
87     z_0m = 10. * exp(-k/cd_n10_rt)            !!!!!!! on calcul le premier z_0
88  endif
89
90
91  if ( dt .gt. 0. ) then
92     ch_n10 = 0.018 * cd_n10_rt                !!!!!!! si regime stable calcul du ch
93!     z_0h = 10. * exp(-k/ch_n10)
94  else
95     ch_n10 = 0.0327 * cd_n10_rt               !!!!!!! si regime instable calcul du ch
96!     z_0h = 10. * exp(-k/ch_n10)
97  endif
98
99  ce_n10 = 3.46e-2 *cd_n10_rt                  !!!!!! calcul ensuite de ce
100
101
102  dt_u = dt                                    !!! def
103  dq_u = dq                                    !!! def
104
105  cd = cd_n10                                  !!! def
106  ch = ch_n10                                  !!! def
107  ce = ce_n10                                  !!! def
108
109  cd_rt = sqrt(cd)                             !!! def
110
111  !  open(7,file="err_rel.dat",position="append")
112
113
114!!!!!!!!! début des itérations....
115
116  do i = 1,n_it
117
118     usr = cd_rt * u
119     tsr = ch / cd_rt *  dt_u
120     qsr = ce / cd_rt * dq_u
121
122
123     zeta = k*g / (usr**2) * tsr / t1&
124          * z
125
126     zeta = sign( min(abs(zeta),10.0), zeta )
127
128
129!!!! calcul du zeta pour connaitre le signe et donc en deduire le regime...
130
131
132
133
134     IF ( zeta(1) .GT. 0 ) THEN !!! si regime stable alors valeurs pr chi et psi
135
136        chi = 0.018
137
138
139        psi(1,1) = -5.*zeta(1)
140        psi(2,1) = psi(1,1)
141
142     ELSE !!!!! si regime instable alors valeurs pr psi et chi !!!
143
144        chi = 0.0327
145
146        X = sqrt( sqrt( 1-16.*zeta(1) ))
147        psi(1,1) =  3.1415695 / 2 + 2 * LOG( ( 1 + X ) / 2 ) + LOG( (1 + X**2) / 2 ) - 2*ATAN(X)
148        psi(2,1) =  2.*LOG( (1 + X**2) / 2 )
149
150     END IF
151
152     do j =2,3
153        IF ( zeta(j) .GT. 0 ) THEN
154           psi(1,j) = -5.*zeta(j)
155           psi(2,j) = psi(1,1)
156
157        ELSE
158           X = sqrt( sqrt( 1-16.*zeta(j) ))
159           psi(1,j) =  3.1415695 / 2 + 2 * LOG( ( 1 + X ) / 2 ) + LOG( (1 + X**2) / 2 ) - 2*ATAN(X)
160           psi(2,j) =  2.*LOG( (1 + X**2) / 2 )
161
162        END IF
163     enddo
164
165
166     dt_u = dt - tsr / k * &
167          ( logzt_zu + psi(2,1) - psi(2,2) )
168
169     dq_u = dq - qsr / k * &
170          ( logzq_zu + psi(2,1) - psi(2,3) )
171
172
173
174     u_N = u / ( 1 + cd_n10_rt / k * ( logzu_10 - psi(1,1)) )
175
176     if (mixte) then
177        z_0m=0.018*usr**2/9.81 + 0.11*14e-6 / (usr)
178!        z_0h=(0.11*14e-6 / (usr)) + 1.4e-5
179        cd_n10 = k**2 / (log(10/z_0m))**2
180        cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)
181!        ch_n10 = k**2 / ((log(10/z_0m))*(log(10/z_0h)))
182!        ch_n10_rt = sqrt(ch_n10)
183        ch_n10 = 1.e-3
184     else
185! Large and yaeger 2006
186        cd_n10 = alpha / u_n + beta + gamma * u_n !!!!! calcul de cd pour core pur
187! Large and yaeger 2004
188!        cd_n10 = 1E-3 * (2.7/U_n + 0.142 + U_n/13.09)
189        !        cd_n10_dun = -alpha / u_n**2 + gamma
190        cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)
191        z_0m = 10. * exp(-k/cd_n10_rt) !!!!! c'est sur cette ligne la qu'il y a un bug... ou sur la ligne du u_N
192!        ch_n10 = chi * cd_n10_rt
193!        z_0h = 10. * exp(-k/ch_n10)
194!        ch_n10_rt = sqrt(ch_n10)
195        ch_n10 = chi * cd_n10_rt
196     endif
197
198
199     ce_n10 = 3.46e-2*cd_n10_rt
200
201
202
203     phid = 1+cd_n10_rt/k * (logzu_10 - psi(1,1))
204     phih = 1+chi/k * (logzu_10 - psi(2,1))
205     phie = 1+3.46e-2/k * (logzu_10 - psi(2,1))
206
207
208     cd_rt = cd_n10_rt / abs( phid )
209     ch = ch_n10 / ( phih * phid )
210     ce = ce_n10 / ( phie * phid )
211
212     cd=cd_rt**2
213
214  END DO
215
216  usr = cd_rt * u
217  tsr = ch / cd_rt *  dt_u
218  qsr = ce / cd_rt * dq_u
219
220
221  ! coeffs(:,m) = [ &
222  !      rho * usr**2,&
223  !      rho * cpa * usr *tsr,&
224  !      rho * le * usr *qsr]
225
226  coeffs = [ cd_rt**2, ch , ce ]
227
228  rugosm =  z_0m
229  rugosh =  z_0h
230
231      RETURN
232      END subroutine clc_core_cp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.