source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/inlandsis/inlandsis.F @ 3817

Last change on this file since 3817 was 3792, checked in by evignon, 4 years ago

Ajout de INLANDSIS, nouvelle interface entre LMDZ et la neige de SISVAT
Etienne, 04/01/2021

File size: 54.6 KB
Line 
1      subroutine INLANDSIS(SnoMod,BloMod,jjtime)
2
3      USE dimphy
4
5!--------------------------------------------------------------------------+
6!     INLANDSIS module                                                     |
7!     Simplified SISVAT module, containing ice and snow processes for      |
8!     ice-covered surfaces                                                 |
9!     version MARv3, november 2020                                         |
10!     SubRoutine INLANDSIS contains the fortran 77 code of the             |
11!                Soil/Ice Snow Vegetation Atmosphere Transfer Scheme       |
12!                                                                          |
13!--------------------------------------------------------------------------+
14!     PARAMETERS:  klonv: Total Number of columns =                        |
15!     ^^^^^^^^^^        = Total Number of continental     grid boxes       |
16!                       X       Number of Mosaic Cell per grid box         |
17!                                                                          |
18!     INPUT:   daHost   : Date Host Model                                  |
19!     ^^^^^                                                                |
20!                                                                          |
21!     INPUT:   LSmask   : 1:          Land       MASK                      |
22!     ^^^^^               0:          Sea        MASK                      |
23!              isotSV   = 0,...,12:   Soil       Type                      |
24!                         0:          Water,          Liquid (Sea, Lake)   |
25!                        12:          Water, Solid           (Ice)         |
26!                                                                          |
27!     INPUT:   coszSV   : Cosine of the Sun Zenithal Distance          [-] |
28!     ^^^^^    sol_SV   : Surface Downward  Solar      Radiation    [W/m2] |
29!              IRd_SV   : Surface Downward  Longwave   Radiation    [W/m2] |
30!              drr_SV   : Rain  Intensity                        [kg/m2/s] |
31!              dsn_SV   : Snow  Intensity                      [mm w.e./s] |
32!              dsnbSV   : Snow  Intensity,  Drift Fraction             [-] |
33!              dbs_SV   : Drift Amount                           [mm w.e.] |
34!              za__SV   : Surface Boundary Layer (SBL) Height          [m] |
35!              VV__SV   :(SBL Top)   Wind Velocity                   [m/s] |
36!              TaT_SV   : SBL Top    Temperature                       [K] |
37!              rhT_SV   : SBL Top    Air  Density                  [kg/m3] |
38!              QaT_SV   : SBL Top    Specific  Humidity            [kg/kg] |
39!              qsnoSV   : SBL Mean   Snow      Content             [kg/kg] |
40!              alb0SV   : Soil Basic Albedo                            [-] |
41!              slopSV   : Surface    Slope                             [-] |
42!              dt__SV   : Time  Step                                   [s] |
43!                                                                          |
44!     INPUT /  isnoSV   = total Nb of Ice/Snow Layers                      |
45!     OUTPUT:  ispiSV   = 0,...,nsno: Uppermost Superimposed Ice Layer     |
46!     ^^^^^^   iiceSV   = total Nb of Ice      Layers                      |
47!              istoSV   = 0,...,5 :   Snow     History (see istdSV data)   |
48!                                                                          |
49!     INPUT /  alb_SV   : Surface        Albedo                        [-] |
50!     OUTPUT:  emi_SV   : Surface        Emissivity                    [-] |
51!     ^^^^^^   IRs_SV   : Soil           IR Flux  (negative)        [W/m2] |
52!              LMO_SV   : Monin-Obukhov               Scale            [m] |
53!              us__SV   : Friction          Velocity                 [m/s] |
54!              uts_SV   : Temperature       Turbulent Scale          [m/s] |
55!              uqs_SV   : Specific Humidity Velocity                 [m/s] |
56!              uss_SV   : Blowing Snow      Turbulent Scale          [m/s] |
57!              usthSV   : Blowing Snow      Erosion   Threshold      [m/s] |
58!              Z0m_SV   : Momentum     Roughness Length                [m] |
59!              Z0mmSV   : Momentum     Roughness Length (time mean)    [m] |
60!              Z0mnSV   : Momentum     Roughness Length (instantaneous)[m] |
61!              Z0SaSV   : Sastrugi     Roughness Length                [m] |
62!              Z0e_SV   : Erosion Snow Roughness Length                [m] |
63!              Z0emSV   : Erosion Snow Roughness Length (time mean)    [m] |
64!              Z0enSV   : Erosion Snow Roughness Length (instantaneous)[m] |
65!              Z0roSV   : Subgrid Topo Roughness Length                [m] |
66!              Z0h_SV   : Heat         Roughness Length                [m] |
67!              TsisSV   : Soil/Ice Temperatures (layers -nsol,-nsol+1,..,0)|
68!                       & Snow     Temperatures (layers  1,2,...,nsno) [K] |
69!              ro__SV   : Soil/Snow Volumic Mass                   [kg/m3] |
70!              eta_SV   : Soil/Snow Water   Content                [m3/m3] |
71!              G1snSV   : snow dendricity/sphericity                       |
72!              G2snSV   : snow sphericity/grain size                       |
73!              dzsnSV   : Snow Layer        Thickness                  [m] |
74!              agsnSV   : Snow       Age                             [day] |
75!              BufsSV   : Snow Buffer Layer              [kg/m2] .OR. [mm] |
76!              BrosSV   : Snow Buffer Layer Density      [kg/m3]           |
77!              BG1sSV   : Snow Buffer Layer Dendricity / Sphericity    [-] |
78!              BG2sSV   : Snow Buffer Layer Sphericity / Size [-] [0.1 mm] |
79!              rusnSV   : Surficial   Water              [kg/m2] .OR. [mm] |
80!                                                                          |
81!     OUTPUT:  no__SV   : OUTPUT file Unit Number                      [-] |
82!     ^^^^^^   i___SV   : OUTPUT point   i Coordinate                  [-] |
83!              j___SV   : OUTPUT point   j Coordinate                  [-] |
84!              n___SV   : OUTPUT point   n Coordinate                  [-] |
85!              lwriSV   : OUTPUT point vec Index                       [-] |
86!                                                                          |
87!     OUTPUT:  IRu_SV   : Upward     IR Flux (+, upw., effective)      [K] |
88!     ^^^^^^   hSalSV   : Saltating Layer Height                       [m] |
89!              qSalSV   : Saltating Snow  Concentration            [kg/kg] |
90!              RnofSV   : RunOFF Intensity                       [kg/m2/s] |
91!                                                                          |
92!     Internal Variables:                                                  |
93!     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^                                                   |
94!              NLaysv   = New            Snow Layer Switch             [-] |
95!              albisv   : Snow/Ice/Water/Soil Integrated Albedo        [-] |
96!              SoSosv   : Absorbed Solar Radiation by Surfac.(Normaliz)[-] |
97!              TBr_sv   : Brightness Temperature                       [K] |
98!              IRupsv   : Upward     IR Flux (-, upw.)              [W/m2] |
99!              ram_sv   : Aerodynamic Resistance for Momentum        [s/m] |
100!              rah_sv   : Aerodynamic Resistance for Heat            [s/m] |
101!              Evp_sv   : Evaporation                              [kg/m2] |
102!              EvT_sv   : Evapotranspiration                       [kg/m2] |
103!              HSs_sv   : Surface    Sensible Heat Flux + => absorb.[W/m2] |
104!              HLs_sv   : Surface    Latent   Heat Flux + => absorb.[W/m2] |
105!              Lx_H2O   : Latent Heat of Vaporization/Sublimation   [J/kg] |
106!              Tsrfsv   : Surface    Temperature                       [K] |
107!              sEX_sv   : Verticaly Integrated Extinction Coefficient  [-] |
108!              LSdzsv   : Vertical   Discretization Factor             [-] |
109!                       =    1. Soil                                       |
110!                       = 1000. Ocean                                      |
111!              z_snsv   : Snow Pack  Thickness                         [m] |
112!              zzsnsv   : Snow Pack  Thickness                         [m] |
113!              albssv   : Soil       Albedo                            [-] |
114!              Eso_sv   : Soil+Snow       Emissivity                   [-] |
115!              Khydsv   : Soil   Hydraulic    Conductivity           [m/s] |
116!                                                                          |
117!              ETSo_0   : Snow/Soil Energy Power, before Forcing    [W/m2] |
118!              ETSo_1   : Snow/Soil Energy Power, after  Forcing    [W/m2] |
119!              ETSo_d   : Snow/Soil Energy Power         Forcing    [W/m2] |
120!              EqSn_0   : Snow      Energy, before Phase Change     [J/m2] |
121!              EqSn_1   : Snow      Energy, after  Phase Change     [J/m2] |
122!              EqSn_d   : Snow      Energy,       net    Forcing    [J/m2] |
123!              Enrsvd   : SVAT      Energy Power         Forcing    [W/m2] |
124!              Enrbal   : SVAT      Energy Balance                  [W/m2] |
125!              Wats_0   : Soil Water,  before Forcing                 [mm] |
126!              Wats_1   : Soil Water,  after  Forcing                 [mm] |
127!              Wats_d   : Soil Water          Forcing                 [mm] |
128!              SIWm_0   : Snow        initial Mass               [mm w.e.] |
129!              SIWm_1   : Snow        final   Mass               [mm w.e.] |
130!              SIWa_i   : Snow Atmos. initial Forcing            [mm w.e.] |
131!              SIWa_f   : Snow Atmos. final   Forcing(noConsumed)[mm w.e.] |
132!              SIWe_i   : SnowErosion initial Forcing            [mm w.e.] |
133!              SIWe_f   : SnowErosion final   Forcing(noConsumed)[mm w.e.] |
134!              SIsubl   : Snow sublimed/deposed  Mass            [mm w.e.] |
135!              SImelt   : Snow Melted            Mass            [mm w.e.] |
136!              SIrnof   : Surficial Water + Run OFF Change       [mm w.e.] |
137!              SIvAcr   : Sea-Ice    vertical Acretion           [mm w.e.] |
138!              Watsvd   : SVAT Water          Forcing                 [mm] |
139!              Watbal   : SVAT Water  Balance                       [W/m2] |
140!                                                                          |
141!              vk2      : Square of Von Karman Constant                [-] |
142!              sqrCm0   : Factor of   Neutral Drag Coeffic.Momentum  [s/m] |
143!              sqrCh0   : Factor of   Neutral Drag Coeffic.Heat      [s/m] |
144!              EmiSol   : Soil          Emissivity                     [-] |
145!              EmiSno   : Snow          Emissivity                     [-] |
146!              EmiWat   : Water         Emissivity                     [-] |
147!              Z0mLnd   :          Land Roughness Length               [m] |
148!              sqrrZ0   : u*t/u*                                           |
149!              f_eff    : Marticorena & B. 1995 JGR (20)                   |
150!              A_Fact   : Fundamental * Roughness                          |
151!              Z0mBSn   :         BSnow Roughness Length               [m] |
152!              Z0mBS0   : Mimimum BSnow Roughness Length (blown* )     [m] |
153!              Z0m_Sn   :          Snow Roughness Length (surface)     [m] |
154!              Z0m_S0   : Mimimum  Snow Roughness Length               [m] |
155!              Z0m_S1   : Maximum  Snow Roughness Length               [m] |
156!              Z0_GIM   : Minimum GIMEX Roughness Length               [m] |
157!              Z0_ICE   : Sea Ice ISW   Roughness Length               [m] |
158!                                                                          |
159!                                                                          |
160!--------------------------------------------------------------------------+
161     
162
163
164! Global Variables
165! ================
166
167
168      USE VARphy
169      USE VAR_SV
170      USE VARdSV
171      USE VAR0SV
172      USE VARxSV
173      USE VARySV
174      USE VARtSV
175      USE surface_data, only: iflag_tsurf_inlandsis
176
177
178      IMPLICIT NONE
179
180      logical   SnoMod
181      logical   BloMod
182      integer   jjtime
183
184
185! Internal Variables
186! ==================
187
188! Non Local
189! ---------
190
191      real      TBr_sv(klonv)                 ! Brightness Temperature
192      real      IRdwsv(klonv)                 ! DOWNward   IR Flux
193      real      IRupsv(klonv)                 ! UPward     IR Flux
194      real      d_Bufs,Bufs_N                 ! Buffer Snow Layer Increment
195      real      Buf_ro,Bros_N                 ! Buffer Snow Layer Density
196      real      BufPro                        ! Buffer Snow Layer Density
197      real      Buf_G1,BG1__N                 ! Buffer Snow Layer Dendr/Sphe[-]
198      real      Buf_G2,BG2__N                 ! Buffer Snow Layer Spher/Size[-]
199      real      Bdzssv(klonv)                 ! Buffer Snow Layer Thickness
200      real      z_snsv(klonv)                 ! Snow-Ice, current Thickness
201
202
203
204! Local
205! -----
206
207      integer   iwr
208      integer   ikl   ,isn   ,isl   ,ist      !
209      integer   ist__s,ist__w                 ! Soil/Water Body Identifier
210      integer   growth                        ! Seasonal               Mask
211      integer   LISmsk                        ! Land+Ice / Open    Sea Mask
212      integer   LSnMsk                        ! Snow-Ice / No Snow-Ice Mask
213      integer   IceMsk,IcIndx(klonv)          !      Ice / No      Ice Mask
214      integer   SnoMsk                        ! Snow     / No Snow     Mask
215
216      real      roSMin,roSMax,roSn_1,roSn_2,roSn_3   ! Fallen Snow Density (PAHAUT)
217      real      Dendr1,Dendr2,Dendr3          ! Fallen Snow Dendric.(GIRAUD)
218      real      Spher1,Spher2,Spher3,Spher4   ! Fallen Snow Spheric.(GIRAUD)
219      real      Polair                        ! Polar  Snow Switch
220      real      PorSno,Por_BS,Salt_f,PorRef   !
221c #sw real      PorVol,rWater                 !
222c #sw real      rusNEW,rdzNEW,etaNEW          !
223      real      ro_new                        !
224      real      TaPole                        ! Maximum     Polar Temperature
225      real      T__Min                        ! Minimum realistic Temperature
226      real      EmiSol                        ! Emissivity of       Soil
227      real      EmiSno                        ! Emissivity of            Snow
228      real      EmiWat                        ! Emissivity of a Water Area
229      real      vk2                           ! Square of Von Karman Constant
230      real      u2star                        !(u*)**2
231      real      Z0mLnd                        !          Land Roughness Length
232c #ZN real      sqrrZ0                        ! u*t/u*
233      real      f_eff                         ! Marticorena & B. 1995 JGR (20)
234      real      A_Fact                        ! Fundamental * Roughness
235      real      Z0m_nu                        ! Smooth R Snow Roughness Length
236      real      Z0mBSn                        !         BSnow Roughness Length
237      real      Z0mBS0                        ! Mimimum BSnow Roughness Length
238      real      Z0m_S0                        ! Mimimum  Snow Roughness Length
239      real      Z0m_S1                        ! Maximum  Snow Roughness Length
240c #SZ real      Z0Sa_N                        ! Regime   Snow Roughness Length
241c #SZ real      Z0SaSi                        ! 1.IF Rgm Snow Roughness Length
242c #GL real      Z0_GIM                        ! Mimimum GIMEX Roughness Length
243      real      Z0_ICE                        ! Ice ISW   Roughness Length
244      real      Z0m_Sn,Z0m_90                 ! Snow  Surface Roughness Length
245      real      SnoWat                        ! Snow Layer    Switch
246c #RN real      rstar,alors                   !
247c #RN real      rstar0,rstar1,rstar2          !
248      real      SameOK                        ! 1. => Same Type of Grains
249      real      G1same                        ! Averaged G1,  same Grains
250      real      G2same                        ! Averaged G2,  same Grains
251      real      typ__1                        ! 1. => Lay1 Type: Dendritic
252      real      zroNEW                        ! dz X ro, if fresh Snow
253      real      G1_NEW                        ! G1,      if fresh Snow
254      real      G2_NEW                        ! G2,      if fresh Snow
255      real      zroOLD                        ! dz X ro, if old   Snow
256      real      G1_OLD                        ! G1,      if old   Snow
257      real      G2_OLD                        ! G2,      if old   Snow
258      real      SizNEW                        ! Size,    if fresh Snow
259      real      SphNEW                        ! Spheric.,if fresh Snow
260      real      SizOLD                        ! Size,    if old   Snow
261      real      SphOLD                        ! Spheric.,if old   Snow
262      real      Siz_av                        ! Averaged    Grain Size
263      real      Sph_av                        ! Averaged    Grain Spher.
264      real      Den_av                        ! Averaged    Grain Dendr.
265      real      DendOK                        ! 1. => Average is  Dendr.
266      real      G1diff                        ! Averaged G1, diff. Grains
267      real      G2diff                        ! Averaged G2, diff. Grains
268      real      G1                            ! Averaged G1
269      real      G2                            ! Averaged G2
270      real      param                         ! Polynomial   fit z0=f(T)
271      real      Z0_obs                        ! Fit Z0_obs=f(T) (m)
272      real      tamin                         ! min T of linear fit (K)
273      real      tamax                         ! max T of linear fit (K)
274      real      coefa,coefb,coefc,coefd       ! Coefs for z0=f(T)
275      real      ta1,ta2,ta3                   ! Air temperature thresholds
276      real      z01,z02,z03                   ! z0 thresholds
277      real      tt_c,vv_c                     ! Critical param.
278      real      tt_tmp,vv_tmp,vv_virt         ! Temporary variables
279      logical   density_kotlyakov             ! .true. if Kotlyakov 1961
280      real      e_prad,e1pRad,A_Rad0,absg_V,absgnI,exdRad ! variables for SoSosv calculations
281      real      zm1, zm2, coefslope                    ! variables for surface temperature extrapolation
282
283
284
285! Internal DATA
286! =============
287
288      data      T__Min / 200.00/              ! Minimum realistic Temperature
289      data      TaPole / 263.15/              ! Maximum Polar     Temperature
290      data      roSMin /  30.  /              ! Minimum Snow  Density
291      data      roSMax / 400.  /              ! Max Fresh Snow Density
292      data      tt_c   / -2.0  /              ! Critical Temp. (degC)
293      data      vv_c   / 14.3  /              ! Critical Wind speed (m/s)
294      data      roSn_1 / 109.  /              ! Fall.Sno.Density, Indep. Param.
295      data      roSn_2 /   6.  /              ! Fall.Sno.Density, Temper.Param.
296      data      roSn_3 /  26.  /              ! Fall.Sno.Density, Wind   Param.
297      data      Dendr1 /  17.12/              ! Fall.Sno.Dendric.,Wind 1/Param.
298      data      Dendr2 / 128.  /              ! Fall.Sno.Dendric.,Wind 2/Param.
299      data      Dendr3 / -20.  /              ! Fall.Sno.Dendric.,Indep. Param.
300      data      Spher1 /   7.87/              ! Fall.Sno.Spheric.,Wind 1/Param.
301      data      Spher2 /  38.  /              ! Fall.Sno.Spheric.,Wind 2/Param.
302      data      Spher3 /  50.  /              ! Fall.Sno.Spheric.,Wind 3/Param.
303      data      Spher4 /  90.  /              ! Fall.Sno.Spheric.,Indep. Param.
304      data      EmiSol /   0.99999999/        ! 0.94Emissivity of Soil
305      data      EmiWat /   0.99999999/        ! Emissivity of a Water Area
306      data      EmiSno /   0.99999999/        ! Emissivity of Snow
307     
308!     DATA      Emissivities                  ! Pielke, 1984, pp. 383,409
309
310      data      Z0mBS0 /   0.5e-6/            ! MINimum Snow Roughness Length
311                                              ! for Momentum if Blowing Snow
312                                              ! Gallee et al. 2001 BLM 99 (19)
313      data      Z0m_S0/    0.00005/           ! MINimum Snow Roughness Length
314                                              ! MegaDunes    included
315      data      Z0m_S1/    0.030  /           ! MAXimum Snow Roughness Length
316                                              !        (Sastrugis)
317c #GL data      Z0_GIM/    0.0013/            ! Ice Min Z0 = 0.0013 m (Broeke)
318!                                             ! Old Ice Z0 = 0.0500 m (Bruce)
319!                                             !              0.0500 m (Smeets)
320!                                             !              0.1200 m (Broeke)
321      data      Z0_ICE/    0.0010/            ! Sea-Ice Z0 = 0.0010 m (Andreas)
322!                                             !    (Ice Station Weddel -- ISW)
323      vk2    =  vonKrm  *  vonKrm             ! Square of Von Karman Constant
324
325
326! BEGIN.main.
327! ===========================
328
329
330
331
332! "Soil" Humidity of Water Bodies
333! ===============================
334
335      DO ikl=1,knonv
336
337          ist    =      isotSV(ikl)                       ! Soil Type
338          ist__s =  min(ist, 1)                           ! 1 => Soil
339          ist__w =  1 - ist__s                            ! 1 => Water Body
340        DO isl=-nsol,0
341          eta_SV(ikl,isl) = eta_SV(ikl,isl) * ist__s      ! Soil
342     .                    + etadSV(ist)     * ist__w      ! Water Body
343        END DO
344
345
346! Vertical Discretization Factor
347! ==============================
348
349          LSdzsv(ikl)     =                   ist__s      ! Soil
350     .                    + OcndSV          * ist__w      ! Water Body
351      END DO
352
353
354! Blowing Particles Threshold Friction velocity
355! =============================================
356
357c #AE       usthSV(ikl) =                     1.0e+2
358!          END DO
359!xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
360
361
362
363
364! Contribution of Snow to the Surface Snow Pack
365! =============================================
366
367      IF (SnoMod)                                                 THEN
368
369
370 
371C +--Blowing Snow
372C +  ------------
373 
374        IF (BloMod) then
375         if (klonv.eq.1) then
376          if(isnoSV(1).ge.2                   .and.
377     .       TsisSV(1,max(1,isnoSV(1)))<273.  .and.
378     .       ro__SV(1,max(1,isnoSV(1)))<500.  .and.
379     .       eta_SV(1,max(1,isnoSV(1)))<epsi) then
380C +                       **********
381                     call SISVAT_BSn
382          endif
383         else
384                     call SISVAT_BSn
385C +                       **********
386         endif
387        ENDIF
388 
389
390
391C +--Buffer Layer
392C +  ------------
393 
394          DO ikl=1,knonv
395c  BufsSV(ikl) [mm w.e.] i.e, i.e., [kg/m2]
396            d_Bufs      =  max(dsn_SV(ikl) *dt__SV,0.)  !
397            dsn_SV(ikl) =      0.                       !
398            Bufs_N      =      BufsSV(ikl) +d_Bufs      !
399 
400 
401C +--Snow Density
402C +  ^^^^^^^^^^^^
403            Polair      =      zero
404c #NP       Polair      =  max(zero,                    !
405c #NP.                         sign(unun,TaPole         !
406c #NP.                                  -TaT_SV(ikl)))  !
407            Polair      =  max(zero,                    !
408     .                         sign(unun,TaPole         !
409     .                                  -TaT_SV(ikl)))  !
410            Buf_ro      =  max( rosMin,                 ! Fallen Snow Density
411     .      roSn_1+roSn_2*     (TaT_SV(ikl)-TfSnow)     ! [kg/m3]
412     .            +roSn_3*sqrt( VV__SV(ikl)))           ! Pahaut    (CEN), Etienne: use wind speed at first model level instead of 10m wind
413c #NP       BufPro      =  max( rosMin,                 ! Fallen Snow Density
414c #NP.         104. *sqrt( max( VV10SV(ikl)-6.0,0.0)))  ! Kotlyakov (1961)
415 
416            density_kotlyakov = .true.
417c #AC       density_kotlyakov = .false.  !C.Agosta snow densisty as if BS is on b
418c #BS       density_kotlyakov = .false.  !C.Amory BS 2018
419C + ...     Fallen Snow Density, Adapted for Antarctica
420            if (density_kotlyakov) then
421                tt_tmp = TaT_SV(ikl)-TfSnow
422                !vv_tmp = VV10SV(ikl)
423                vv_tmp=VV__SV(ikl) ! Etienne: use wind speed at first model level instead of 10m wind
424C + ...         [ A compromise between
425C + ...           Kotlyakov (1961) and Lenaerts (2012, JGR, Part1) ]
426                if (tt_tmp.ge.-10) then
427                  BufPro   =  max( rosMin,
428     .            104. *sqrt( max( vv_tmp-6.0,0.0))) ! Kotlyakov (1961)
429                else
430                  vv_virt = (tt_c*vv_tmp+vv_c*(tt_tmp+10))
431     .                     /(tt_c+tt_tmp+10)
432                  BufPro  = 104. *sqrt( max( vv_virt-6.0,0.0))
433                endif
434            else
435C + ...         [ density derived from observations of the first 50cm of
436C + ...           snow - cf. Rajashree Datta - and multiplied by 0.8 ]
437C + ...           C. Agosta, 2016-09
438cc #SD           BufPro = 149.2 + 6.84*VV10SV(ikl) + 0.48*Tsrfsv(ikl)
439cc #SD           BufPro = 125 + 14*VV10SV(ikl) + 0.6*Tsrfsv(ikl) !MAJ CK and CAm
440!                BufPro = 200 + 21 * VV10SV(ikl)!CK 29/07/19
441                 BufPro = 200 + 21 * VV__SV(ikl)!Etienne: use wind speed at first model level instead of 10m wind
442            endif
443 
444            Bros_N      = (1. - Polair) *   Buf_ro      ! Temperate Snow
445     .                        + Polair  *   BufPro      ! Polar     Snow
446 
447            Bros_N = max( 20.,max(rosMin,  Bros_N))
448            Bros_N = min(400.,min(rosMax-1,Bros_N)) ! for dz_min in SISVAT_zSn
449 
450 
451!    Density of deposited blown snow
452!    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
453 
454c #BS       Bros_N      = frsno
455c #BS       ro_new      = ro__SV(ikl,max(1,isnoSV(ikl)))
456c #BS       ro_new      = max(Bros_N,min(roBdSV,ro_new))
457c #BS       Fac         = 1-((ro__SV(ikl,max(1,isnoSV(ikl)))
458c #BS.                     -roBdSV)/(500.-roBdSV))
459c #BS       Fac         = max(0.,min(1.,Fac))
460c #BS       dsnbSV(ikl) = Fac*dsnbSV(ikl)
461c #BS       Bros_N      = Bros_N     * (1.0-dsnbSV(ikl))
462c #BS.                  + ro_new     *      dsnbSV(ikl)
463
464
465 
466!    Time averaged Density of deposited blown Snow
467!    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
468           
469            BrosSV(ikl) =(Bros_N     *      d_Bufs      !
470     .                   +BrosSV(ikl)*      BufsSV(ikl))!
471     .                   /         max(epsi,Bufs_N)     !
472 
473 
474C +-- S.Falling Snow Properties (computed as in SISVAT_zAg)
475C +     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
476            Buf_G1      =  max(-G1_dSV,                 ! Temperate Snow
477     .               min(Dendr1*VV__SV(ikl)-Dendr2,     !     Dendricity
478     .                   Dendr3                   ))    !
479            Buf_G2      =  min( Spher4,                 ! Temperate Snow
480     .               max(Spher1*VV__SV(ikl)+Spher2,     !     Sphericity
481     .                   Spher3                   ))    !
482            Buf_G1      = (1. - Polair) *   Buf_G1      ! Temperate Snow
483     .                        + Polair  *   G1_dSV      ! Polar     Snow
484            Buf_G2      = (1. - Polair) *   Buf_G2      ! Temperate Snow
485     .                        + Polair  *   ADSdSV      ! Polar     Snow
486                G1      =                   Buf_G1      ! NO  Blown Snow
487                G2      =                   Buf_G2      ! NO  Blown Snow
488
489 
490!     S.1. Meme  Type  de Neige  / same Grain Type
491!          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
492c #BS       SameOK  =  max(zero,
493c #BS.                     sign(unun,    Buf_G1             *G1_dSV
494c #BS.                                 - eps_21                    ))
495c #BS       G1same  = ((1.0-dsnbSV(ikl))*Buf_G1+dsnbSV(ikl) *G1_dSV)
496c #BS       G2same  = ((1.0-dsnbSV(ikl))*Buf_G2+dsnbSV(ikl) *ADSdSV)
497!           Blowing Snow Properties:                         G1_dSV, ADSdSV
498 
499!     S.2. Types differents / differents Types
500!          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
501c #BS       typ__1  =  max(zero,sign(unun,epsi-Buf_G1))   ! =1.=> Dendritic
502c #BS       zroNEW  =     typ__1  *(1.0-dsnbSV(ikl))      ! fract.Dendr.Lay.
503c #BS.              + (1.-typ__1) *     dsnbSV(ikl)       !
504c #BS       G1_NEW  =     typ__1  *Buf_G1                 ! G1 of Dendr.Lay.
505c #BS.              + (1.-typ__1) *G1_dSV                 !
506c #BS       G2_NEW  =     typ__1  *Buf_G2                 ! G2 of Dendr.Lay.
507c #BS.              + (1.-typ__1) *ADSdSV                 !
508c #BS       zroOLD  = (1.-typ__1) *(1.0-dsnbSV(ikl))      ! fract.Spher.Lay.
509c #BS.              +     typ__1  *     dsnbSV(ikl)       !
510c #BS       G1_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G1                 ! G1 of Spher.Lay.
511c #BS.              +     typ__1  *G1_dSV                 !
512c #BS       G2_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G2                 ! G2 of Spher.Lay.
513c #BS.              +     typ__1  *ADSdSV                 !
514c #BS       SizNEW  =    -G1_NEW  *DDcdSV/G1_dSV          ! Size  Dendr.Lay.
515c #BS.               +(1.+G1_NEW         /G1_dSV)         !
516c #BS.                  *(G2_NEW  *DScdSV/G1_dSV          !
517c #BS.               +(1.-G2_NEW         /G1_dSV)*DFcdSV) !
518c #BS       SphNEW  =     G2_NEW         /G1_dSV          ! Spher.Dendr.Lay.
519c #BS       SizOLD  =     G2_OLD                          ! Size  Spher.Lay.
520c #BS       SphOLD  =     G1_OLD         /G1_dSV          ! Spher.Spher.Lay.
521c #BS       Siz_av =     (zroNEW*SizNEW+zroOLD*SizOLD)    ! Averaged Size
522c #BS       Sph_av = min( zroNEW*SphNEW+zroOLD*SphOLD     !
523c #BS.                   ,  unun)                         ! Averaged Sphericity
524c #BS       Den_av = min((Siz_av -(    Sph_av *DScdSV     !
525c #BS.                            +(1.-Sph_av)*DFcdSV))   !
526c #BS.                 / (DDcdSV -(    Sph_av *DScdSV     !
527c #BS.                            +(1.-Sph_av)*DFcdSV))   !
528c #BS.                   ,  unun)                         !
529c #BS       DendOK  = max(zero,                           !
530c #BS.                    sign(unun,     Sph_av *DScdSV   ! Small   Grains
531c #BS.                              +(1.-Sph_av)*DFcdSV   ! Faceted Grains
532c #BS.                              -    Siz_av        )) !
533C +...      REMARQUE: le  type moyen (dendritique ou non) depend
534C +         ^^^^^^^^  de la  comparaison avec le diametre optique
535C +                   d'une neige recente de   dendricite nulle
536C +...      REMARK:   the mean type  (dendritic   or not) depends
537C +         ^^^^^^    on the comparaison with the optical diameter
538C +                   of a recent snow    having zero dendricity
539 
540c #BS       G1diff  =(   -DendOK *Den_av
541c #BS.               +(1.-DendOK)*Sph_av) *G1_dSV
542c #BS       G2diff  =     DendOK *Sph_av  *G1_dSV
543c #BS.               +(1.-DendOK)*Siz_av
544c #BS       G1      =     SameOK *G1same
545c #BS.               +(1.-SameOK)*G1diff
546c #BS       G2      =     SameOK *G2same
547c #BS.               +(1.-SameOK)*G2diff
548 
549
550 
551!     S.1. Meme  Type  de Neige  / same Grain Type
552!          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
553            SameOK  =  max(zero,
554     .                     sign(unun,    Buf_G1 *BG1sSV(ikl)
555     .                                 - eps_21                    ))
556            G1same  = (d_Bufs*Buf_G1+BufsSV(ikl)*BG1sSV(ikl))
557     .                     /max(epsi,Bufs_N)
558            G2same  = (d_Bufs*Buf_G2+BufsSV(ikl)*BG2sSV(ikl))
559     .                     /max(epsi,Bufs_N)
560 
561!     S.2. Types differents / differents Types
562!          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
563
564            typ__1  =  max(zero,sign(unun,epsi-Buf_G1))   ! =1.=> Dendritic
565            zroNEW  =(    typ__1  *d_Bufs                 ! fract.Dendr.Lay.
566     .              + (1.-typ__1) *BufsSV(ikl))           !
567     .                   /max(epsi,Bufs_N)                !
568            G1_NEW  =     typ__1  *Buf_G1                 ! G1 of Dendr.Lay.
569     .              + (1.-typ__1) *BG1sSV(ikl)            !
570            G2_NEW  =     typ__1  *Buf_G2                 ! G2 of Dendr.Lay.
571     .              + (1.-typ__1) *BG2sSV(ikl)            !
572            zroOLD  =((1.-typ__1) *d_Bufs                 ! fract.Spher.Lay.
573     .              +     typ__1  *BufsSV(ikl))           !
574     .                   /max(epsi,Bufs_N)                !
575            G1_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G1                 ! G1 of Spher.Lay.
576     .              +     typ__1  *BG1sSV(ikl)            !
577            G2_OLD  = (1.-typ__1) *Buf_G2                 ! G2 of Spher.Lay.
578     .              +     typ__1  *BG2sSV(ikl)            !
579            SizNEW  =    -G1_NEW  *DDcdSV/G1_dSV          ! Size  Dendr.Lay.
580     .               +(1.+G1_NEW         /G1_dSV)         !
581     .                  *(G2_NEW  *DScdSV/G1_dSV          !
582     .               +(1.-G2_NEW         /G1_dSV)*DFcdSV) !
583            SphNEW  =     G2_NEW         /G1_dSV          ! Spher.Dendr.Lay.
584            SizOLD  =     G2_OLD                          ! Size  Spher.Lay.
585            SphOLD  =     G1_OLD         /G1_dSV          ! Spher.Spher.Lay.
586            Siz_av  =   ( zroNEW  *SizNEW+zroOLD*SizOLD)  ! Averaged Size
587            Sph_av = min( zroNEW  *SphNEW+zroOLD*SphOLD   !
588     .                  ,   unun                       )  ! Averaged Sphericity
589            Den_av = min((Siz_av  - (    Sph_av *DScdSV   !
590     .                              +(1.-Sph_av)*DFcdSV)) !
591     .                 / (DDcdSV  - (    Sph_av *DScdSV   !
592     .                              +(1.-Sph_av)*DFcdSV)) !
593     .                  ,   unun                         )!
594            DendOK  = max(zero,                           !
595     .                    sign(unun,     Sph_av *DScdSV   ! Small   Grains
596     .                              +(1.-Sph_av)*DFcdSV   ! Faceted Grains
597     .                              -    Siz_av        )) !
598C +...      REMARQUE: le  type moyen (dendritique ou non) depend
599C +         ^^^^^^^^  de la  comparaison avec le diametre optique
600C +                   d'une neige recente de   dendricite nulle
601C +...      REMARK:   the mean type  (dendritic   or not) depends
602C +         ^^^^^^    on the comparaison with the optical diameter
603C +                   of a recent snow    having zero dendricity
604 
605            G1diff  =(   -DendOK *Den_av
606     .               +(1.-DendOK)*Sph_av) *G1_dSV
607            G2diff  =     DendOK *Sph_av  *G1_dSV
608     .               +(1.-DendOK)*Siz_av
609            G1      =     SameOK *G1same
610     .               +(1.-SameOK)*G1diff
611            G2      =     SameOK *G2same
612     .               +(1.-SameOK)*G2diff
613 
614            BG1sSV(ikl) =                       G1      !
615     .                  *       Bufs_N/max(epsi,Bufs_N) !
616            BG2sSV(ikl) =                       G2      !
617     .                  *       Bufs_N/max(epsi,Bufs_N) !
618 
619
620C +--Update of Buffer Layer Content & Decision about creating a new snow layer
621C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
622            BufsSV(ikl) =       Bufs_N                  !     [mm w.e.]
623            NLaysv(ikl) = min(unun,                     !
624     .                    max(zero,                     ! Allows to create
625     .                        sign(unun,BufsSV(ikl)     ! a new snow Layer
626     .                                 -SMndSV     ))   ! if Buffer > SMndSV
627     .                   *max(zero,                     ! Except if * Erosion
628     .                        sign(unun,0.50            ! dominates
629     .                                 -dsnbSV(ikl)))   !
630     .                   +max(zero,                     ! Allows to create
631     .                        sign(unun,BufsSV(ikl)     ! a new snow Layer
632     .                                 -SMndSV*3.00)))  ! is Buffer > SMndSV*3
633            Bdzssv(ikl) = 1.e-3*BufsSV(ikl)*ro_Wat      ! [mm w.e.] -> [m w.e.]
634     .                            /max(epsi,BrosSV(ikl))!& [m w.e.] -> [m]
635 
636
637 
638          END DO
639 
640
641
642! Snow Pack Discretization
643! ========================
644
645!            **********
646        call SISVAT_zSn
647!            **********
648
649!            **********
650! #ve   call SISVAT_wEq('_zSn  ',0)
651!            **********
652
653
654
655! Add a new Snow Layer
656! ====================
657
658          DO ikl=1,knonv
659
660            isnoSV(ikl)     = isnoSV(ikl)         +NLaysv(ikl)
661            isn             = isnoSV(ikl)
662            dzsnSV(ikl,isn) = dzsnSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))
663     .                      + Bdzssv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
664            TsisSV(ikl,isn) = TsisSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))
665     .                  + min(TaT_SV(ikl),Tf_Sno) *NLaysv(ikl)
666
667            ro__SV(ikl,isn) = ro__SV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))
668     .                      + Brossv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
669            eta_SV(ikl,isn) = eta_SV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))   ! + 0.
670            agsnSV(ikl,isn) = agsnSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))   ! + 0.
671            G1snSV(ikl,isn) = G1snSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))
672     .                      + BG1ssv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
673            G2snSV(ikl,isn) = G2snSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))
674     .                      + BG2ssv(ikl)     *    NLaysv(ikl)
675            istoSV(ikl,isn) = istoSV(ikl,isn) * (1-NLaysv(ikl))
676     .   + max(zer0,sign(un_1,TaT_SV(ikl)
677     .                       -Tf_Sno-eps_21)) *    istdSV(2)
678     .                                        *    NLaysv(ikl)
679            BufsSV(ikl)     = BufsSV(ikl)     * (1-NLaysv(ikl))
680            NLaysv(ikl)     = 0
681
682
683          END DO
684
685
686! Snow Pack Thickness
687! -------------------
688
689        DO ikl=1,knonv
690            z_snsv(ikl)     = 0.0
691        END DO
692        DO   isn=1,nsno
693          DO ikl=1,knonv
694            z_snsv(ikl)     = z_snsv(ikl) + dzsnSV(ikl,isn)
695            zzsnsv(ikl,isn) = z_snsv(ikl)
696          END DO
697        END DO
698
699
700
701      END IF
702
703
704
705! Soil Albedo: Soil Humidity Correction
706! ==========================================
707
708!         REFERENCE: McCumber and Pielke (1981), Pielke (1984)
709!         ^^^^^^^^^
710          DO ikl=1,knonv
711            albssv(ikl) =
712     .      alb0SV(ikl) *(1.0-min(half,eta_SV(       ikl,0)
713     .                                /etadSV(isotSV(ikl))))
714!         REMARK:    Albedo of Water Surfaces (isotSV=0):
715!         ^^^^^^     alb0SV := 2  X  effective value, while
716!                    eta_SV :=          etadSV
717          END DO
718
719
720! Snow Pack Optical Properties
721! ============================
722
723      IF (SnoMod)                                                 THEN
724
725!            ******
726        call SnOptP(jjtime)
727!            ******
728
729      ELSE
730        DO ikl=1,knonv
731          sEX_sv(ikl,1) = 1.0
732          sEX_sv(ikl,0) = 0.0
733          albisv(ikl)   = albssv(ikl)
734        END DO
735      END IF
736
737
738
739! Soil optical properties
740! =============================
741!Etienne: as in inlandis we do not call vgopt, we need to define
742!the albedo  alb_SV and to calculate the
743!absorbed Solar Radiation by Surfac (Normaliz)[-] SoSosv
744
745 
746      DO ikl=1,klonv
747
748            e_pRad = 2.5   *  coszSV(ikl)       ! exponential argument,
749                                                ! V/nIR radiation partitioning,
750                                                ! DR97, 2, eqn (2.53) & (2.54)
751            e1pRad = 1.-exp(-e_pRad)            ! exponential, V/nIR Rad. Part.
752            exdRad= 1.
753 
754! Visible Part of the Solar Radiation Spectrum (V,   0.4--0.7mi.m)
755            A_Rad0 =      0.25 + 0.697 * e1pRad ! Absorbed    Vis. Radiation
756            absg_V = (1.-albisv(ikl))*(A_Rad0*exdRad)  !
757 
758! Near-IR Part of the Solar Radiation Spectrum (nIR, 0.7--2.8mi.m)
759 
760            A_Rad0 =      0.80 + 0.185 * e1pRad ! Absorbed    nIR. Radiation
761            absgnI = (1.-albisv(ikl))*(A_Rad0*exdRad)  !
762
763            SoSosv(ikl) = (absg_V+absgnI)*0.5d0
764
765            alb_SV(ikl) = albisv(ikl)
766
767      END DO
768 
769!            **********
770! #ve   call SISVAT_wEq('SnOptP',0)
771!            **********
772
773
774! Surface Emissivity (Etienne: simplified calculation for landice)
775! =============================================================
776!
777       DO ikl=1,knonv
778            LSnMsk     =     min( 1,isnoSV(ikl))
779            Eso_sv(ikl)=  EmiSol*(1-LSnMsk)+EmiSno*LSnMsk  ! Sol+Sno Emissivity
780            emi_SV(ikl)= EmiSol*(1-LSnMsk) + EmiSno*LSnMsk
781        END DO
782
783
784
785
786!  Upward IR (INPUT, from previous time step)
787! ===================================================================
788
789        DO ikl=1,knonv
790! #e1     Enrsvd(ikl) =    - IRs_SV(ikl)
791           IRupsv(ikl) =      IRs_SV(ikl)
792        END DO
793
794
795! Turbulence
796! ==========
797
798! Latent Heat of Vaporization/Sublimation
799! ---------------------------------------
800
801        DO ikl=1,knonv
802          SnoWat      =                     min(isnoSV(ikl),0)
803          Lx_H2O(ikl) =
804     .    (1.-SnoWat) * LhvH2O
805     .  +     SnoWat  *(LhsH2O * (1.-eta_SV(ikl,isnoSV(ikl)))
806     .                 +LhvH2O *     eta_SV(ikl,isnoSV(ikl)) )
807        END DO
808
809
810
811
812! Aerodynamic Resistance
813! ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
814
815
816       DO ikl=1,knonv
817          ram_sv(ikl) = 1./(cdM_SV(ikl)*max(VV__SV(ikl),eps6))
818          rah_sv(ikl) = 1./(cdH_SV(ikl)*max(VV__SV(ikl),eps6))
819        END DO
820
821
822
823! Soil   Energy Balance
824! =====================
825
826
827      if (iflag_tsurf_inlandsis .eq. 0) then
828
829       call SISVAT_TSo
830
831      else
832
833       call SISVAT_TS2
834
835      end if
836
837
838!            **********
839! #ve   call SISVAT_wEq('_TSo  ',0)
840!            **********
841
842
843
844! Soil Water     Potential
845! ------------------------
846
847      DO   isl=-nsol,0
848        DO ikl=1,knonv
849          ist             =     isotSV(ikl)        ! Soil Type
850          psi_sv(ikl,isl) =     psidSV(ist)        ! DR97, Eqn.(3.34)
851     .  *(etadSV(ist) /max(eps6,eta_SV(ikl,isl)))  !
852     .  **bCHdSV(ist)                              !
853
854
855! Soil Hydraulic Conductivity
856! ---------------------------
857
858          Khydsv(ikl,isl) =    s2__SV(ist)         ! DR97, Eqn.(3.35)
859     .  *(eta_SV(ikl,isl)**(2.*bCHdSV(ist)+3.))    ! 
860        END DO
861      END DO
862
863
864! Melting / Refreezing in the Snow Pack
865! =====================================
866
867      IF (SnoMod)                                                 THEN
868
869!            **********
870        call SISVAT_qSn
871!            **********
872
873!            **********
874! #ve   call SISVAT_wEq('_qSn  ',0)
875!            **********
876
877
878! Snow Pack Thickness
879! -------------------
880
881          DO ikl=1,knonv
882            z_snsv(ikl)     = 0.0
883          END DO
884        DO   isn=1,nsno
885          DO ikl=1,knonv
886            z_snsv(ikl)     = z_snsv(ikl) + dzsnSV(ikl,isn)
887            zzsnsv(ikl,isn) = z_snsv(ikl)
888          END DO
889        END DO
890
891
892! Energy in Excess is added to the first Soil Layer
893! -------------------------------------------------
894        DO ikl=1,knonv
895            z_snsv(ikl)   = max(zer0,
896     .                          sign(un_1,eps6-z_snsv(ikl)))
897            TsisSV(ikl,0) = TsisSV(ikl,0)    + EExcsv(ikl)
898     .                                       /(rocsSV(isotSV(ikl))
899     .                                        +rcwdSV*eta_SV(ikl,0))
900            EExcsv(ikl)   = 0.
901        END DO
902
903
904      END IF
905
906
907! Soil   Water  Balance
908! =====================
909
910!            **********
911        call SISVAT_qSo
912! #m0.                 (Wats_0,Wats_1,Wats_d)
913!            **********
914
915
916! Surface Fluxes
917! =====================
918
919        DO ikl=1,knonv
920         IRdwsv(ikl)=IRd_SV(ikl)*Eso_sv(ikl) ! Downward IR
921!         IRdwsv(ikl)=tau_sv(ikl) *IRd_SV(ikl)*Eso_sv(ikl) ! Downward IR
922!    .          +(1.0-tau_sv(ikl))*IRd_SV(ikl)*Evg_sv(ikl) !  ! Etienne, remove vegetation component
923          IRupsv(ikl) =      IRupsv(ikl)                   ! Upward   IR
924          IRu_SV(ikl) =     -IRupsv(ikl)                   ! Upward   IR
925     .                      +IRd_SV(ikl)                   ! (effective)
926     .                      -IRdwsv(ikl)                   ! (positive)
927
928          TBr_sv(ikl) =sqrt(sqrt(IRu_SV(ikl)/StefBo))      ! Brightness
929!                                                          ! Temperature
930          uts_SV(ikl) =     (HSv_sv(ikl) +HSs_sv(ikl))     ! u*T*
931     .                     /(rhT_SV(ikl) *cp)          !
932          uqs_SV(ikl) =     (HLv_sv(ikl) +HLs_sv(ikl))     ! u*q*
933     .                     /(rhT_SV(ikl) *LhvH2O)          !
934          LMO_SV(ikl) = TaT_SV(ikl)*(us__SV(ikl)**3)
935     .                     /gravit/uts_SV(ikl)/vonKrm      ! MO length
936     
937
938! Surface Temperature
939! ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
940!           Tsrfsv(ikl) =TsisSV(ikl,isnoSV(ikl))
941
942! Etienne: extrapolation from the two uppermost levels:
943
944         if (isnoSV(ikl) >=2) then
945           zm1=-dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl))/2.
946           zm2=-(dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl)) + dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl)-1)/2.)
947         else if (isnoSV(ikl) .EQ. 1) then
948           zm1=-dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl))/2.
949           zm2=-(dzsnSV(ikl,isnoSV(ikl))+dz_dSV(0)/2.)
950         else
951           zm1=-dz_dSV(0)/2.
952           zm2=-(dz_dSV(0)+dz_dSV(-1)/2.)
953
954         end if
955
956           coefslope=(TsisSV(ikl,isnoSV(ikl))-TsisSV(ikl,isnoSV(ikl)-1))
957     .               /(zm1-zm2)
958           Tsrfsv(ikl)=TsisSV(ikl,isnoSV(ikl))+coefslope*(0. - zm1)
959
960
961        END DO
962
963
964! Snow Pack Properties (sphericity, dendricity, size)
965! ===================================================
966
967      IF (SnoMod)                                                 THEN
968
969!            **********
970        call SISVAT_GSn
971!            **********
972
973!            **********
974! #ve   call SISVAT_wEq('_GSn  ',0)
975!            **********
976
977
978
979      END IF
980
981
982! Roughness Length for next time step
983!====================================
984
985! Note that in INLANDSIS, we treat only ice covered surfaces so calculation
986! of z0 is much simpler (no subgrid fraction of ocean or land)
987! old calculations are commented below
988
989
990C +--Roughness Length for Momentum
991C +  -----------------------------
992 
993C +--Land+Sea-Ice / Ice-free Sea Mask
994C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
995        DO ikl=1,klonv
996          IcIndx(ikl) = 0
997        ENDDO
998        DO isn=1,nsno
999        DO ikl=1,klonv
1000          IcIndx(ikl) = max(IcIndx(ikl),
1001     .                      isn*max(0,
1002     .                              sign(1,
1003     .                                   int(ro__SV(ikl,isn)-900.))))
1004        ENDDO
1005        ENDDO
1006 
1007        DO ikl=1,klonv
1008          LISmsk    =     1. ! in inlandsis, land only
1009          IceMsk    =     max(0,sign(1   ,IcIndx(ikl)-1)  )
1010          SnoMsk    = max(min(isnoSV(ikl)-iiceSV(ikl),1),0)
1011
1012 
1013
1014          Z0mLnd      =max( Z0_ICE    ,    5.e-5  )  ! Min set := Z0 on *
1015
1016C +--Z0 Smooth Regime over Snow (Andreas 1995, CRREL Report 95-16, p. 8)
1017C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1018          Z0m_nu =       5.e-5 ! z0s~(10-d)*exp(-vonkar/sqrt(1.1e-03))
1019 
1020C +--Z0 Saltat.Regime over Snow (Gallee  et al., 2001, BLM 99 (19) p.11)
1021C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1022          u2star =       us__SV(ikl) *us__SV(ikl)
1023          Z0mBSn =       u2star      *0.536e-3   -  61.8e-6
1024          Z0mBSn =   max(Z0mBS0      ,Z0mBSn)
1025 
1026C +--Z0 Smooth + Saltat. Regime
1027C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1028          Z0enSV(ikl) =  Z0m_nu
1029     .                +  Z0mBSn
1030 
1031C +--Rough   Snow Surface Roughness Length (Typical Value)
1032C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1033c #tz     Z0m_Sn =    0.250e-3 ! Andreas 1995, CRREL Report 95-16, fig.1&p.2
1034                               ! z0r~(10-d)*exp(-vonkar/sqrt(1.5e-03))-5.e-5
1035          Z0m_Sn =    2.000e-3 ! Calibration    of MAR
1036c #TZ     Z0m_Sn =    1.000e-3 ! Exemple Tuning in RACMO
1037c #TZ     Z0m_Sn =    0.500e-3 ! Exemple Tuning in MAR
1038 
1039C +--Rough   Snow Surface Roughness Length (Variable Sastrugi Height)
1040C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1041          A_Fact      =  1.0000        ! Andreas et al., 2004, p.4
1042                                       ! ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf
1043 
1044! Parameterization of z0 dependance on Temperature (C. Amory, 2017)
1045! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1046! Z0=f(T) deduced from observations, Adelie Land, dec2012-dec2013
1047          coefa = 0.1658 !0.1862 !Ant
1048          coefb = -50.3869 !-55.7718 !Ant
1049          ta1 = 253.15 !255. Ant
1050          ta2 = 273.15
1051          ta3 = 273.15+3
1052          z01 = exp(coefa*ta1 + coefb) !~0.2 ! ~0.25 mm
1053          z02 = exp(coefa*ta2 + coefb) !~6  !~7 mm
1054          z03 = z01
1055          coefc = log(z03/z02)/(ta3-ta2)
1056          coefd = log(z03)-coefc*ta3
1057          if (TaT_SV(ikl) .lt. ta1) then
1058            Z0_obs = z01
1059          else if (TaT_SV(ikl).ge.ta1 .and. TaT_SV(ikl).lt.ta2) then
1060            Z0_obs = exp(coefa*TaT_SV(ikl) + coefb)
1061          else if (TaT_SV(ikl).ge.ta2 .and. TaT_SV(ikl).lt.ta3) then
1062            ! if st > 0, melting induce smooth surface
1063            Z0_obs = exp(coefc*TaT_SV(ikl) + coefd)
1064          else
1065            Z0_obs = z03
1066          endif
1067 
1068
1069! pour le moment, on choisit une valeur fixe
1070          Z0_obs = 1.000e-3
1071 
1072cCA       Snow roughness lenght deduced from observations
1073cCA       (parametrization if no Blowing Snow)
1074cCA       ----------------------------------- C. Agosta 09-2016 -----
1075cCA       Substract Z0enSV(ikl) because re-added later in Z0mnSV(ikl)
1076          Z0m_Sn = Z0_obs - Z0enSV(ikl)
1077cCA       -----------------------------------------------------------
1078 
1079          param = Z0_obs/1. ! param(s) | 1.(m/s)=TUNING
1080 
1081c #SZ     Z0Sa_N =                   (us__SV(ikl) -0.2)*param   ! 0.0001=TUNING
1082c #SZ.           * max(zero,sign(unun,TfSnow-eps9
1083c #SZ.                               -TsisSV(ikl , isnoSV(ikl))))
1084!!#SZ     Z0SaSi = max(zero,sign(unun,Z0Sa_N                  ))! 1 if erosion
1085c #SZ     Z0SaSi = max(zero,sign(unun,zero  -eps9 -uss_SV(ikl)))!
1086c #SZ     Z0Sa_N = max(zero,          Z0Sa_N)
1087c #SZ     Z0SaSV(ikl) =
1088c #SZ.             max(Z0SaSV(ikl)   ,Z0SaSV(ikl)
1089c #SZ.               + Z0SaSi*(Z0Sa_N-Z0SaSV(ikl))*exp(-dt__SV/43200.))
1090c #SZ.               -            min(dz0_SV(ikl) ,     Z0SaSV(ikl))
1091 
1092c #SZ     A_Fact      =               Z0SaSV(ikl) *  5.0/0.15   ! A=5 if h~10cm
1093C +...    CAUTION: The influence of the sastrugi direction is not yet included
1094 
1095c #SZ     Z0m_Sn =                    Z0SaSV(ikl)               !
1096c #SZ.                              - Z0m_nu                    !
1097 
1098C +--Z0 Saltat.Regime over Snow (Shao & Lin, 1999, BLM 91 (46)  p.222)
1099C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1100c #ZN     sqrrZ0 =       usthSV(ikl)/max( us__SV(ikl),0.001)
1101c #ZN     sqrrZ0 =                   min( sqrrZ0     ,0.999)
1102c #ZN     Z0mBSn =       0.55 *0.55 *exp(-sqrrZ0     *sqrrZ0)
1103c #ZN.                  *us__SV(ikl)*     us__SV(ikl)*grvinv*0.5
1104 
1105C +--Z0 Smooth + Saltat. Regime (Shao & Lin, 1999, BLM 91 (46)  p.222)
1106C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1107c #ZN     Z0enSV(ikl) = (Z0m_nu     **    sqrrZ0 )
1108c #ZN.                * (Z0mBSn     **(1.-sqrrZ0))
1109c #ZN     Z0enSV(ikl) =  max(Z0enSV(ikl), Z0m_nu)
1110 
1111C +--Z0 Smooth Regime over Snow (Andreas etAl., 2004
1112C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1113c #ZA     Z0m_nu = 0.135*akmol  / max(us__SV(ikl) , epsi)
1114 
1115C +--Z0 Saltat.Regime over Snow (Andreas etAl., 2004
1116C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1117c #ZA     Z0mBSn = 0.035*u2star      *grvinv
1118 
1119C +--Z0 Smooth + Saltat. Regime (Andreas etAl., 2004
1120!    (      used by Erosion)     ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1121!    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1122c #ZA     Z0enSV(ikl) =  Z0m_nu
1123c #ZA.                +  Z0mBSn
1124 
1125C +--Z0 Rough  Regime over Snow (Andreas etAl., 2004
1126C +  (.NOT. used by Erosion)     ams.confex.com/ams/pdfpapers/68601.pdf)
1127!    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1128!!#ZA     u2star =      (us__SV(ikl) -0.1800)     / 0.1
1129!!#ZA     Z0m_Sn =A_Fact*Z0mBSn *exp(-u2star*u2star)
1130c #ZA     Z0m_90 =(10.-0.025*VVs_SV(ikl)/5.)
1131c #ZA.            *exp(-0.4/sqrt(.00275+.00001*max(0.,VVs_SV(ikl)-5.)))
1132c #ZA     Z0m_Sn =           DDs_SV(ikl)* Z0m_90 / 45.
1133c #ZA.         - DDs_SV(ikl)*DDs_SV(ikl)* Z0m_90 /(90.*90.)
1134 
1135C +--Z0  (Erosion)    over Snow (instantaneous or time average)
1136C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1137          Z0e_SV(ikl) =  Z0enSV(ikl)
1138          Z0e_SV(ikl) =  Z0emSV(ikl)
1139 
1140C +--Momentum  Roughness Length
1141C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^                              ! Contribution of
1142          Z0mnSV(ikl) =  Z0mLnd                              ! land Form
1143     .                + (Z0m_Sn                              ! Sastrugi   Form
1144     .                +  Z0enSV(ikl))   *SnoMsk              ! Snow    Erosion
1145 
1146
1147C +--GIS  Roughness Length
1148C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1149c #GL     Z0mnSV(ikl) =
1150c #GL.      (1-LSmask(ikl)) *     Z0mnSV(ikl)
1151c #GL.    +    LSmask(ikl)  * max(Z0mnSV(ikl),max(Z0_GIM,
1152c #GL.                                            Z0_GIM+
1153c #GL.      (0.0032-Z0_GIM)*(ro__SV(ikl,isnoSV(ikl))-600.)   !
1154c #GL.                     /(920.00                 -600.))) !
1155 
1156C +--Mom. Roughness Length, Instantaneous OR Box Moving Average in Time
1157C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1158          Z0m_SV(ikl) =  Z0mnSV(ikl)                         ! Z0mnSV  instant.
1159!          Z0m_SV(ikl) =  Z0mmSV(ikl)                         ! Z0mnSV  Average
1160 
1161C +--Corrected Threshold Friction Velocity before Erosion    ! Marticorena and
1162C +  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^    ! Bergametti 1995
1163! not used anymore since Marticorena and Bergametti disabled !CK 18/07/2018
1164cc #BS     Z0e_SV(ikl) =   min(Z0m_SV(ikl),Z0e_SV(ikl))       !
1165cc #MB     f_eff=    log(0.35*(0.1        /Z0e_SV(ikl))**0.8) ! JGR 100
1166cc #MB     f_eff=1.-(log(      Z0m_SV(ikl)/Z0e_SV(ikl)      ))! (20) p. 16420
1167cc #MB.            /(max(      f_eff      ,epsi             ))! p.16426 2nd ?
1168cc #MB     f_eff=    max(      f_eff      ,epsi              )! CONTROL
1169cc #MB     f_eff=1.0   -(1.0 - f_eff)     /5.00               ! TUNING
1170cc #MB     f_eff=    min(      f_eff      ,1.00              )!
1171cc #MB    usthSV(ikl) =       usthSV(ikl)/f_eff              !
1172 
1173 
1174 
1175C +--Roughness Length for Scalars
1176C +  ----------------------------
1177 
1178          Z0hnSV(ikl) =     Z0mnSV(ikl)/  7.4
1179c #SH     Z0hnSV(ikl) =     Z0mnSV(ikl)/100.0
1180C +                         Z0h = Z0m  /100.0   over the Sahel
1181C +                                            (Taylor & Clark, QJRMS 127,p864)
1182 
1183c #RN     rstar       =     Z0mnSV(ikl) * us__SV(ikl) / akmol
1184c #RN     rstar       = max(epsi,min(rstar,thous))
1185c #RN     alors       =          log(rstar)
1186c #RN     rstar0      = 1.250e0 * max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar))
1187c #RN.                +(1.      - max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar)))
1188c #RN.                *(0.149e0 * max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))
1189c #RN.                + 0.317e0
1190c #RN.                *(1.      - max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))))
1191c #RN     rstar1      = 0.      * max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar))
1192c #RN.                +(1.      - max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar)))
1193c #RN.                *(-0.55e0 * max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))
1194c #RN.                - 0.565
1195c #RN.                *(1.      - max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))))
1196c #RN     rstar2      = 0.      * max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar))
1197c #RN.                +(1.      - max(zero,sign(unun,0.135e0 - rstar)))
1198c #RN.                *(0.      * max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))
1199c #RN.                - 0.183
1200c #RN.                *(unun    - max(zero,sign(unun,2.500e0 - rstar))))
1201 
1202cXF    #RN does not work over bare ice
1203cXF    MAR is then too warm and not enough melt
1204 
1205c #RN     if(ro__SV(ikl,isnoSV(ikl))>50
1206c #RN.  .and.ro__SV(ikl,isnoSV(ikl))<roSdSV)then
1207 
1208c #RN     Z0hnSV(ikl) = max(zero
1209c #RN.                , sign(unun,zzsnsv(ikl,isnoSV(ikl))-epsi))
1210c #RN.                * exp(rstar0+rstar1*alors+rstar2*alors*alors)
1211c #RN.                * 0.001e0 + Z0hnSV(ikl) * ( 1. - max(zero
1212c #RN.                , sign(unun,zzsnsv(ikl,isnoSV(ikl))-epsi)))
1213 
1214c #RN     endif
1215 
1216          Z0h_SV(ikl) =     Z0hnSV(ikl)
1217!          Z0h_SV(ikl) =     Z0hmSV(ikl)
1218 
1219
1220c #MT     Z0m_SV(ikl) = max(2.0e-6     ,Z0m_SV(ikl)) ! Min Z0_m (Garrat Scheme)
1221!          Z0m_SV(ikl) = min(Z0m_SV(ikl),za__SV(ikl)*0.3333)
1222     
1223
1224       END DO
1225 
1226
1227       return
1228       end
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239 
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.