| 1 | |
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| 2 | ! $Header$ |
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| 3 | |
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| 4 | SUBROUTINE flxtr(pdtime, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, pt, pplay, & |
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| 5 | paprs, kcbot, kctop, kdtop, x, dx) |
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| 6 | USE dimphy |
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| 7 | USE yomcst_mod_h, ONLY: RPI, RCLUM, RHPLA, RKBOL, RNAVO & |
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| 8 | , RDAY, REA, REPSM, RSIYEA, RSIDAY, ROMEGA & |
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| 9 | , R_ecc, R_peri, R_incl & |
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| 10 | , RA, RG, R1SA & |
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| 11 | , RSIGMA & |
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| 12 | , R, RMD, RMV, RD, RV, RCPD & |
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| 13 | , RMO3, RMCO2, RMC, RMCH4, RMN2O, RMCFC11, RMCFC12 & |
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| 14 | , RCPV, RCVD, RCVV, RKAPPA, RETV, eps_w & |
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| 15 | , RCW, RCS & |
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| 16 | , RLVTT, RLSTT, RLMLT, RTT, RATM & |
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| 17 | , RESTT, RALPW, RBETW, RGAMW, RALPS, RBETS, RGAMS & |
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| 18 | , RALPD, RBETD, RGAMD |
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| 19 | IMPLICIT NONE |
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| 20 | ! ===================================================================== |
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| 21 | ! Objet : Melange convectif de traceurs a partir des flux de masse |
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| 22 | ! Date : 13/12/1996 -- 13/01/97 |
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| 23 | ! Auteur: O. Boucher (LOA) sur inspiration de Z. X. Li (LMD), |
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| 24 | ! Brinkop et Sausen (1996) et Boucher et al. (1996). |
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| 25 | ! ATTENTION : meme si cette routine se veut la plus generale possible, |
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| 26 | ! elle a herite de certaines notations et conventions du |
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| 27 | ! schema de Tiedtke (1993). |
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| 28 | ! --En particulier, les couches sont numerotees de haut en bas !!! |
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| 29 | ! Ceci est valable pour les flux, kcbot, kctop et kdtop |
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| 30 | ! mais pas pour les entrees x, pplay, paprs !!!! |
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| 31 | ! --Un schema amont est choisi pour calculer les flux pour s'assurer |
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| 32 | ! de la positivite des valeurs de traceurs, cela implique des eqs |
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| 33 | ! differentes pour les flux de traceurs montants et descendants. |
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| 34 | ! --pmfu est positif, pmfd est negatif |
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| 35 | ! --Tous les flux d'entrainements et de detrainements sont positifs |
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| 36 | ! contrairement au schema de Tiedtke d'ou les changements de signe!!!! |
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| 37 | ! ===================================================================== |
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| 39 | |
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| 40 | include "YOECUMF.h" |
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| 41 | |
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| 42 | REAL pdtime |
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| 43 | ! --les flux sont definis au 1/2 niveaux |
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| 44 | ! --pmfu(klev+1) et pmfd(klev+1) sont implicitement nuls |
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| 45 | REAL pmfu(klon, klev) ! flux de masse dans le panache montant |
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| 46 | REAL pmfd(klon, klev) ! flux de masse dans le panache descendant |
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| 47 | REAL pen_u(klon, klev) ! flux entraine dans le panache montant |
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| 48 | REAL pde_u(klon, klev) ! flux detraine dans le panache montant |
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| 49 | REAL pen_d(klon, klev) ! flux entraine dans le panache descendant |
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| 50 | REAL pde_d(klon, klev) ! flux detraine dans le panache descendant |
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| 51 | ! --idem mais en variables locales |
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| 52 | REAL zpen_u(klon, klev) |
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| 53 | REAL zpde_u(klon, klev) |
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| 54 | REAL zpen_d(klon, klev) |
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| 55 | REAL zpde_d(klon, klev) |
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| 56 | |
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| 57 | REAL pplay(klon, klev) ! pression aux couches (bas en haut) |
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| 58 | REAL pap(klon, klev) ! pression aux couches (haut en bas) |
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| 59 | REAL pt(klon, klev) ! temperature aux couches (bas en haut) |
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| 60 | REAL zt(klon, klev) ! temperature aux couches (haut en bas) |
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| 61 | REAL paprs(klon, klev+1) ! pression aux 1/2 couches (bas en haut) |
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| 62 | REAL paph(klon, klev+1) ! pression aux 1/2 couches (haut en bas) |
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| 63 | INTEGER kcbot(klon) ! niveau de base de la convection |
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| 64 | INTEGER kctop(klon) ! niveau du sommet de la convection +1 |
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| 65 | INTEGER kdtop(klon) ! niveau de sommet du panache descendant |
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| 66 | REAL x(klon, klev) ! q de traceur (bas en haut) |
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| 67 | REAL zx(klon, klev) ! q de traceur (haut en bas) |
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| 68 | REAL dx(klon, klev) ! tendance de traceur (bas en haut) |
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| 69 | |
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| 70 | ! --variables locales |
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| 71 | ! --les flux de x sont definis aux 1/2 niveaux |
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| 72 | ! --xu et xd sont definis aux niveaux complets |
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| 73 | REAL xu(klon, klev) ! q de traceurs dans le panache montant |
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| 74 | REAL xd(klon, klev) ! q de traceurs dans le panache descendant |
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| 75 | REAL xe(klon, klev) ! q de traceurs dans l'environnement |
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| 76 | REAL zmfux(klon, klev+1) ! flux de x dans le panache montant |
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| 77 | REAL zmfdx(klon, klev+1) ! flux de x dans le panache descendant |
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| 78 | REAL zmfex(klon, klev+1) ! flux de x dans l'environnement |
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| 79 | INTEGER i, k |
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| 80 | REAL zmfmin |
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| 81 | PARAMETER (zmfmin=1.E-10) |
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| 82 | |
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| 83 | ! On remet les taux d'entrainement et de detrainement dans le panache |
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| 84 | ! descendant a des valeurs positives. |
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| 85 | ! On ajuste les valeurs de pen_u, pen_d pde_u et pde_d pour que la |
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| 86 | ! conservation de la masse soit realisee a chaque niveau dans les 2 |
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| 87 | ! panaches. |
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| 88 | DO k = 1, klev |
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| 89 | DO i = 1, klon |
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| 90 | zpen_u(i, k) = pen_u(i, k) |
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| 91 | zpde_u(i, k) = pde_u(i, k) |
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| 92 | END DO |
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| 93 | END DO |
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| 94 | |
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| 95 | DO k = 1, klev - 1 |
|---|
| 96 | DO i = 1, klon |
|---|
| 97 | zpen_d(i, k) = -pen_d(i, k+1) |
|---|
| 98 | zpde_d(i, k) = -pde_d(i, k+1) |
|---|
| 99 | END DO |
|---|
| 100 | END DO |
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| 101 | |
|---|
| 102 | DO i = 1, klon |
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| 103 | zpen_d(i, klev) = 0.0 |
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| 104 | zpde_d(i, klev) = -pmfd(i, klev) |
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| 105 | ! Correction 03 11 97 |
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| 106 | ! zpen_d(i,kdtop(i)-1) = pmfd(i,kdtop(i)-1)-pmfd(i,kdtop(i)) |
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| 107 | IF (kdtop(i)==klev+1) THEN |
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| 108 | zpen_d(i, kdtop(i)-1) = pmfd(i, kdtop(i)-1) |
|---|
| 109 | ELSE |
|---|
| 110 | zpen_d(i, kdtop(i)-1) = pmfd(i, kdtop(i)-1) - pmfd(i, kdtop(i)) |
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| 111 | END IF |
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| 112 | |
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| 113 | zpde_u(i, kctop(i)-2) = pmfu(i, kctop(i)-1) |
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| 114 | zpen_u(i, klev) = pmfu(i, klev) |
|---|
| 115 | END DO |
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| 116 | |
|---|
| 117 | DO i = 1, klon |
|---|
| 118 | DO k = kcbot(i), klev - 1 |
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| 119 | zpen_u(i, k) = pmfu(i, k) - pmfu(i, k+1) |
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| 120 | END DO |
|---|
| 121 | END DO |
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| 122 | |
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| 123 | ! conversion des sens de notations bas-haut et haut-bas |
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| 124 | |
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| 125 | DO k = 1, klev + 1 |
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| 126 | DO i = 1, klon |
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| 127 | paph(i, klev+2-k) = paprs(i, k) |
|---|
| 128 | END DO |
|---|
| 129 | END DO |
|---|
| 130 | |
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| 131 | DO i = 1, klon |
|---|
| 132 | DO k = 1, klev |
|---|
| 133 | pap(i, klev+1-k) = pplay(i, k) |
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| 134 | zt(i, klev+1-k) = pt(i, k) |
|---|
| 135 | zx(i, klev+1-k) = x(i, k) |
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| 136 | END DO |
|---|
| 137 | END DO |
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| 138 | |
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| 139 | ! --initialisations des flux de traceurs aux extremites de la colonne |
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| 140 | |
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| 141 | DO i = 1, klon |
|---|
| 142 | zmfux(i, klev+1) = 0.0 |
|---|
| 143 | zmfdx(i, 1) = 0.0 |
|---|
| 144 | zmfex(i, 1) = 0.0 |
|---|
| 145 | END DO |
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| 146 | |
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| 147 | ! --calcul des flux dans le panache montant |
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| 148 | |
|---|
| 149 | DO k = klev, 1, -1 |
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| 150 | DO i = 1, klon |
|---|
| 151 | IF (k>=kcbot(i)) THEN |
|---|
| 152 | xu(i, k) = zx(i, k) |
|---|
| 153 | zmfux(i, k) = pmfu(i, k)*xu(i, k) |
|---|
| 154 | ELSE |
|---|
| 155 | zmfux(i, k) = (zmfux(i,k+1)+zpen_u(i,k)*zx(i,k))/ & |
|---|
| 156 | (1.+zpde_u(i,k)/max(zmfmin,pmfu(i,k))) |
|---|
| 157 | xu(i, k) = zmfux(i, k)/max(zmfmin, pmfu(i,k)) |
|---|
| 158 | END IF |
|---|
| 159 | END DO |
|---|
| 160 | END DO |
|---|
| 161 | |
|---|
| 162 | ! --calcul des flux dans le panache descendant |
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| 163 | |
|---|
| 164 | DO k = 1, klev - 1 |
|---|
| 165 | DO i = 1, klon |
|---|
| 166 | IF (k<=kdtop(i)-1) THEN |
|---|
| 167 | xd(i, k) = (zx(i,k)+xu(i,k))/2. |
|---|
| 168 | zmfdx(i, k+1) = pmfd(i, k+1)*xd(i, k) |
|---|
| 169 | ELSE |
|---|
| 170 | zmfdx(i, k+1) = (zmfdx(i,k)-zpen_d(i,k)*zx(i,k))/ & |
|---|
| 171 | (1.-zpde_d(i,k)/min(-zmfmin,pmfd(i,k+1))) |
|---|
| 172 | xd(i, k) = zmfdx(i, k+1)/min(-zmfmin, pmfd(i,k+1)) |
|---|
| 173 | END IF |
|---|
| 174 | END DO |
|---|
| 175 | END DO |
|---|
| 176 | DO i = 1, klon |
|---|
| 177 | zmfdx(i, klev+1) = 0.0 |
|---|
| 178 | xd(i, klev) = (zpen_d(i,klev)*zx(i,klev)-zmfdx(i,klev))/ & |
|---|
| 179 | max(zmfmin, zpde_d(i,klev)) |
|---|
| 180 | END DO |
|---|
| 181 | |
|---|
| 182 | ! --introduction du flux de retour dans l'environnement |
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| 183 | |
|---|
| 184 | DO k = 1, klev - 1 |
|---|
| 185 | DO i = 1, klon |
|---|
| 186 | IF (k<=kctop(i)-3) THEN |
|---|
| 187 | xe(i, k) = zx(i, k) |
|---|
| 188 | zmfex(i, k+1) = -(pmfu(i,k+1)+pmfd(i,k+1))*xe(i, k) |
|---|
| 189 | ELSE |
|---|
| 190 | zmfex(i, k+1) = (zmfex(i,k)-(zpde_u(i,k)*xu(i,k)+zpde_d(i,k)*xd(i, & |
|---|
| 191 | k)))/(1.-(zpen_d(i,k)+zpen_u(i,k))/min(-zmfmin,-pmfu(i,k+1)-pmfd(i, & |
|---|
| 192 | k+1))) |
|---|
| 193 | xe(i, k) = zmfex(i, k+1)/min(-zmfmin, -pmfu(i,k+1)-pmfd(i,k+1)) |
|---|
| 194 | END IF |
|---|
| 195 | END DO |
|---|
| 196 | END DO |
|---|
| 197 | DO i = 1, klon |
|---|
| 198 | zmfex(i, klev+1) = 0.0 |
|---|
| 199 | xe(i, klev) = (zpde_u(i,klev)*xu(i,klev)+zpde_d(i,klev)*xd(i,klev)-zmfex( & |
|---|
| 200 | i,klev))/max(zmfmin, zpen_u(i,klev)+zpen_d(i,klev)) |
|---|
| 201 | END DO |
|---|
| 202 | |
|---|
| 203 | ! --calcul final des tendances |
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| 204 | |
|---|
| 205 | DO k = 1, klev |
|---|
| 206 | DO i = 1, klon |
|---|
| 207 | dx(i, klev+1-k) = rg/(paph(i,k+1)-paph(i,k))*pdtime* & |
|---|
| 208 | (zmfux(i,k+1)-zmfux(i,k)+zmfdx(i,k+1)-zmfdx(i,k)+zmfex(i,k+1)- & |
|---|
| 209 | zmfex(i,k)) |
|---|
| 210 | END DO |
|---|
| 211 | END DO |
|---|
| 212 | |
|---|
| 213 | RETURN |
|---|
| 214 | END SUBROUTINE flxtr |
|---|
