source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/lmdz_thermcell_main.F90 @ 4660

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Passage des thermiques a la nouvelle norme.

  • 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: 31.0 KB
RevLine 
[4590]1MODULE lmdz_thermcell_main
[1403]2! $Id: lmdz_thermcell_main.F90 4590 2023-06-29 01:03:15Z fairhead $
[878]3!
[4590]4CONTAINS
5
[4089]6      subroutine thermcell_main(itap,ngrid,nlay,ptimestep  &
[878]7     &                  ,pplay,pplev,pphi,debut  &
8     &                  ,pu,pv,pt,po  &
9     &                  ,pduadj,pdvadj,pdtadj,pdoadj  &
[1026]10     &                  ,fm0,entr0,detr0,zqta,zqla,lmax  &
[878]11     &                  ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth  &
[1403]12     &                  ,zmax0, f0,zw2,fraca,ztv &
[4089]13     &                  ,zpspsk,ztla,zthl,ztva &
14     &                  ,pcon,rhobarz,wth3,wmax_sec,lalim,fm,alim_star,zmax &
15#ifdef ISO         
16     &      ,xtpo,xtpdoadj &
17#endif         
18     &   )
[878]19
[4089]20
[4590]21      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: thermcell_ini,dqimpl,dvdq,prt_level,lunout,prt_level
22      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: iflag_thermals_closure,iflag_thermals_ed,tau_thermals,r_aspect_thermals
23      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: iflag_thermals_down,fact_thermals_down
24      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: RD,RG
[4089]25
[4590]26      USE lmdz_thermcell_down, ONLY: thermcell_updown_dq
27      USE lmdz_thermcell_closure, ONLY: thermcell_closure
28      USE lmdz_thermcell_dq, ONLY: thermcell_dq
29      USE lmdz_thermcell_dry, ONLY: thermcell_dry
30      USE lmdz_thermcell_dv2, ONLY: thermcell_dv2
31      USE lmdz_thermcell_env, ONLY: thermcell_env
32      USE lmdz_thermcell_flux2, ONLY: thermcell_flux2
33      USE lmdz_thermcell_height, ONLY: thermcell_height
34      USE lmdz_thermcell_plume, ONLY: thermcell_plume
35      USE lmdz_thermcell_plume_6A, ONLY: thermcell_plume_6A,thermcell_plume_5B
36
[4089]37#ifdef ISO
[4143]38  USE infotrac_phy, ONLY : ntiso
[4089]39#ifdef ISOVERIF
40  USE isotopes_mod, ONLY : iso_eau,iso_HDO
41  USE isotopes_verif_mod, ONLY: iso_verif_egalite, &
42        iso_verif_aberrant_encadre
43#endif
44#endif
45
46
[878]47      IMPLICIT NONE
48
49!=======================================================================
50!   Auteurs: Frederic Hourdin, Catherine Rio, Anne Mathieu
51!   Version du 09.02.07
52!   Calcul du transport vertical dans la couche limite en presence
53!   de "thermiques" explicitement representes avec processus nuageux
54!
[1403]55!   Reecriture a partir d'un listing papier a Habas, le 14/02/00
[878]56!
[1403]57!   le thermique est suppose homogene et dissipe par melange avec
58!   son environnement. la longueur l_mix controle l'efficacite du
59!   melange
[878]60!
[1403]61!   Le calcul du transport des differentes especes se fait en prenant
[878]62!   en compte:
63!     1. un flux de masse montant
64!     2. un flux de masse descendant
65!     3. un entrainement
66!     4. un detrainement
67!
[1738]68! Modif 2013/01/04 (FH hourdin@lmd.jussieu.fr)
69!    Introduction of an implicit computation of vertical advection in
70!    the environment of thermal plumes in thermcell_dq
71!    impl =     0 : explicit, 1 : implicit, -1 : old version
72!    controled by iflag_thermals =
73!       15, 16 run with impl=-1 : numerical convergence with NPv3
74!       17, 18 run with impl=1  : more stable
75!    15 and 17 correspond to the activation of the stratocumulus "bidouille"
76!
[4133]77! Using
78!    abort_physic
79!    iso_verif_aberrant_encadre
80!    iso_verif_egalite
81!    test_ltherm
82!    thermcell_closure
83!    thermcell_dq
84!    thermcell_dry
85!    thermcell_dv2
86!    thermcell_env
87!    thermcell_flux2
88!    thermcell_height
89!    thermcell_plume
90!    thermcell_plume_5B
91!    thermcell_plume_6A
92!
[878]93!=======================================================================
94
[1738]95
[878]96!-----------------------------------------------------------------------
97!   declarations:
98!   -------------
99
100
101!   arguments:
102!   ----------
[4089]103      integer, intent(in) :: itap,ngrid,nlay
104      real, intent(in) ::  ptimestep
[4590]105      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay)    :: pt,pu,pv,pplay,pphi
106! ATTENTION : po et zpspsk sont inout et out mais c'est pas forcement pour de bonnes raisons (FH, 2023)
107      real, intent(inout), dimension(ngrid,nlay)    :: po
108      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)    :: zpspsk
[4089]109      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1)  :: pplev
[4133]110      integer, intent(out), dimension(ngrid) :: lmax
[4089]111      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: pdtadj,pduadj,pdvadj,pdoadj,entr0,detr0
112      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: ztla,zqla,zqta,zqsatth,zthl
113      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,zw2,fraca
[4133]114      real, intent(inout), dimension(ngrid) :: zmax0,f0
[4089]115      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ztva,ztv
116      logical, intent(in) :: debut
[4133]117      real,intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ratqscth,ratqsdiff
[878]118
[4089]119      real, intent(out), dimension(ngrid) :: pcon
120      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: rhobarz,wth3
121      real, intent(out), dimension(ngrid) :: wmax_sec
122      integer,intent(out), dimension(ngrid) :: lalim
123      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm
124      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: alim_star
125      real, intent(out), dimension(ngrid) :: zmax
[972]126
[878]127!   local:
128!   ------
129
[1738]130
[883]131      integer,save :: igout=1
[987]132!$OMP THREADPRIVATE(igout)
[938]133      integer,save :: lunout1=6
[987]134!$OMP THREADPRIVATE(lunout1)
[883]135      integer,save :: lev_out=10
[987]136!$OMP THREADPRIVATE(lev_out)
[878]137
[4089]138      real lambda, zf,zf2,var,vardiff,CHI
139      integer ig,k,l,ierr,ll
[878]140      logical sorties
[4089]141      real, dimension(ngrid) :: linter,zmix, zmax_sec
[4133]142      integer,dimension(ngrid) :: lmin,lmix,lmix_bis,nivcon
[4089]143      real, dimension(ngrid,nlay) :: ztva_est
144      real, dimension(ngrid,nlay) :: deltaz,zlay,zh,zdthladj,zu,zv,zo,zl,zva,zua,zoa
145      real, dimension(ngrid,nlay) :: zta,zha,q2,wq,wthl,wthv,thetath2,wth2
[4133]146      real, dimension(ngrid,nlay) :: rho,masse
[4089]147      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: zw_est,zlev
148      real, dimension(ngrid) :: wmax,wmax_tmp
149      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: f_star
150      real, dimension(ngrid,nlay) :: entr,detr,entr_star,detr_star,alim_star_clos
151      real, dimension(ngrid,nlay) :: zqsat,csc
152      real, dimension(ngrid) :: zcon,zcon2,alim_star_tot,f
[4413]153      real, dimension(ngrid,nlay) :: entrdn,detrdn
[878]154
[4089]155      character (len=20) :: modname='thermcell_main'
156      character (len=80) :: abort_message
[878]157
158
[4089]159#ifdef ISO
[4143]160      REAL xtpo(ntiso,ngrid,nlay),xtpdoadj(ntiso,ngrid,nlay)
161      REAL xtzo(ntiso,ngrid,nlay)
[4089]162      REAL xtpdoadj_tmp(ngrid,nlay)
163      REAL xtpo_tmp(ngrid,nlay)
164      REAL xtzo_tmp(ngrid,nlay)
165      integer ixt
166#endif
[878]167
168!
169
170!-----------------------------------------------------------------------
171!   initialisation:
172!   ---------------
173!
[1943]174   fm=0. ; entr=0. ; detr=0.
[972]175
[938]176      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main V4'
[878]177
178       sorties=.true.
[4089]179      IF(ngrid.NE.ngrid) THEN
[878]180         PRINT*
181         PRINT*,'STOP dans convadj'
182         PRINT*,'ngrid    =',ngrid
[4089]183         PRINT*,'ngrid  =',ngrid
[878]184      ENDIF
185!
[1403]186!     write(lunout,*)'WARNING thermcell_main f0=max(f0,1.e-2)'
[4089]187     do ig=1,ngrid
[972]188         f0(ig)=max(f0(ig),1.e-2)
[1403]189         zmax0(ig)=max(zmax0(ig),40.)
[972]190!IMmarche pas ?!       if (f0(ig)<1.e-2) f0(ig)=1.e-2
191     enddo
[878]192
[1494]193      if (prt_level.ge.20) then
194       do ig=1,ngrid
195          print*,'th_main ig f0',ig,f0(ig)
196       enddo
197      endif
[878]198!-----------------------------------------------------------------------
199! Calcul de T,q,ql a partir de Tl et qT dans l environnement
200!   --------------------------------------------------------------------
201!
202      CALL thermcell_env(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay,  &
203     &           pplev,zo,zh,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,zqsat,lev_out)
204       
[938]205      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_env'
[878]206
207!------------------------------------------------------------------------
208!                       --------------------
209!
210!
211!                       + + + + + + + + + + +
212!
213!
214!  wa, fraca, wd, fracd --------------------   zlev(2), rhobarz
215!  wh,wt,wo ...
216!
217!                       + + + + + + + + + + +  zh,zu,zv,zo,rho
218!
219!
220!                       --------------------   zlev(1)
221!                       \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
222!
223!
224
225!-----------------------------------------------------------------------
226!   Calcul des altitudes des couches
227!-----------------------------------------------------------------------
228
229      do l=2,nlay
230         zlev(:,l)=0.5*(pphi(:,l)+pphi(:,l-1))/RG
231      enddo
[4089]232      zlev(:,1)=0.
233      zlev(:,nlay+1)=(2.*pphi(:,nlay)-pphi(:,nlay-1))/RG
[878]234      do l=1,nlay
235         zlay(:,l)=pphi(:,l)/RG
236      enddo
237      do l=1,nlay
238         deltaz(:,l)=zlev(:,l+1)-zlev(:,l)
239      enddo
240
241!-----------------------------------------------------------------------
[4089]242!   Calcul des densites et masses
[878]243!-----------------------------------------------------------------------
244
[4089]245      rho(:,:)=pplay(:,:)/(zpspsk(:,:)*RD*ztv(:,:))
246      if (prt_level.ge.10) write(lunout,*) 'WARNING thermcell_main rhobarz(:,1)=rho(:,1)'
[972]247      rhobarz(:,1)=rho(:,1)
[878]248      do l=2,nlay
249         rhobarz(:,l)=0.5*(rho(:,l)+rho(:,l-1))
250      enddo
251      do l=1,nlay
252         masse(:,l)=(pplev(:,l)-pplev(:,l+1))/RG
253      enddo
[938]254      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres initialisation'
[878]255
256!------------------------------------------------------------------
257!
258!             /|\
259!    --------  |  F_k+1 -------   
260!                              ----> D_k
261!             /|\              <---- E_k , A_k
262!    --------  |  F_k ---------
263!                              ----> D_k-1
264!                              <---- E_k-1 , A_k-1
265!
266!
267!
268!
269!
270!    ---------------------------
271!
272!    ----- F_lmax+1=0 ----------         \
273!            lmax     (zmax)              |
274!    ---------------------------          |
275!                                         |
276!    ---------------------------          |
277!                                         |
278!    ---------------------------          |
279!                                         |
280!    ---------------------------          |
281!                                         |
282!    ---------------------------          |
283!                                         |  E
284!    ---------------------------          |  D
285!                                         |
286!    ---------------------------          |
287!                                         |
288!    ---------------------------  \       |
289!            lalim                 |      |
290!    ---------------------------   |      |
291!                                  |      |
292!    ---------------------------   |      |
293!                                  | A    |
294!    ---------------------------   |      |
295!                                  |      |
296!    ---------------------------   |      |
297!    lmin  (=1 pour le moment)     |      |
298!    ----- F_lmin=0 ------------  /      /
299!
300!    ---------------------------
301!    //////////////////////////
302!
303!
304!=============================================================================
305!  Calculs initiaux ne faisant pas intervenir les changements de phase
306!=============================================================================
307
308!------------------------------------------------------------------
[1403]309!  1. alim_star est le profil vertical de l'alimentation a la base du
310!     panache thermique, calcule a partir de la flotabilite de l'air sec
[878]311!  2. lmin et lalim sont les indices inferieurs et superieurs de alim_star
312!------------------------------------------------------------------
313!
314      entr_star=0. ; detr_star=0. ; alim_star=0. ; alim_star_tot=0.
[1403]315      lmin=1
[878]316
317!-----------------------------------------------------------------------------
318!  3. wmax_sec et zmax_sec sont les vitesses et altitudes maximum d'un
319!     panache sec conservatif (e=d=0) alimente selon alim_star
320!     Il s'agit d'un calcul de type CAPE
[1403]321!     zmax_sec est utilise pour determiner la geometrie du thermique.
[878]322!------------------------------------------------------------------------------
[1403]323!---------------------------------------------------------------------------------
324!calcul du melange et des variables dans le thermique
325!--------------------------------------------------------------------------------
[878]326!
[1403]327      if (prt_level.ge.1) print*,'avant thermcell_plume ',lev_out
[878]328
[3451]329!=====================================================================
330! Old version of thermcell_plume in thermcell_plume_6A.F90
331! It includes both thermcell_plume_6A and thermcell_plume_5B corresponding
332! to the 5B and 6A versions used for CMIP5 and CMIP6.
333! The latest was previously named thermcellV1_plume.
334! The new thermcell_plume is a clean version (removing obsolete
335! options) of thermcell_plume_6A.
336! The 3 versions are controled by
337! flag_thermals_ed <= 9 thermcell_plume_6A
338!                  <= 19 thermcell_plume_5B
339!                  else thermcell_plume (default 20 for convergence with 6A)
340! Fredho
341!=====================================================================
[878]342
[1403]343      if (iflag_thermals_ed<=9) then
344!         print*,'THERM NOUVELLE/NOUVELLE Arnaud'
[3451]345         CALL thermcell_plume_6A(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
[1403]346     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
347     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
348     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
349     &    ,lev_out,lunout1,igout)
[878]350
[3451]351      elseif (iflag_thermals_ed<=19) then
[1403]352!        print*,'THERM RIO et al 2010, version d Arnaud'
[3451]353         CALL thermcell_plume_5B(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
[1403]354     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
355     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
356     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
357     &    ,lev_out,lunout1,igout)
[3451]358      else
359         CALL thermcell_plume(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
360     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
361     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
362     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
363     &    ,lev_out,lunout1,igout)
[1403]364      endif
[878]365
[972]366      if (prt_level.ge.1) print*,'apres thermcell_plume ',lev_out
367
[4089]368      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lalim ')
369      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lmix  ')
[878]370
[938]371      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_plume'
372      if (prt_level.ge.10) then
[972]373         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 2'
374         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
375         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
376         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
377         write(lunout1,'(i6,i4,4e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l),entr_star(igout,l),detr_star(igout,l) &
[878]378     &    ,f_star(igout,l+1),l=1,nint(linter(igout))+5)
379      endif
380
381!-------------------------------------------------------------------------------
382! Calcul des caracteristiques du thermique:zmax,zmix,wmax
383!-------------------------------------------------------------------------------
384!
385      CALL thermcell_height(ngrid,nlay,lalim,lmin,linter,lmix,zw2,  &
[4094]386     &           zlev,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax)
[1403]387! Attention, w2 est transforme en sa racine carree dans cette routine
[4143]388! Le probleme vient du fait que linter et lmix sont souvent egaux a 1.
[1403]389      wmax_tmp=0.
390      do  l=1,nlay
391         wmax_tmp(:)=max(wmax_tmp(:),zw2(:,l))
392      enddo
393!     print*,"ZMAX ",lalim,lmin,linter,lmix,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax
[878]394
395
[1403]396
[4089]397      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lalim ')
398      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmin  ')
399      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmix  ')
400      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmax  ')
[878]401
[938]402      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_height'
[878]403
404!-------------------------------------------------------------------------------
405! Fermeture,determination de f
406!-------------------------------------------------------------------------------
[1026]407!
[1403]408!
409      CALL thermcell_dry(ngrid,nlay,zlev,pphi,ztv,alim_star,  &
[4094]410    &                      lalim,lmin,zmax_sec,wmax_sec)
[878]411
[1998]412 
[4089]413call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lmin  ')
414call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lalim ')
[1403]415
416      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_dry'
417      if (prt_level.ge.10) then
418         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 1b'
419         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
420         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
421         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
422         write(lunout1,'(i6,i4,e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l) &
423     &    ,l=1,lalim(igout)+4)
424      endif
425
426
427
428
429! Choix de la fonction d'alimentation utilisee pour la fermeture.
430! Apparemment sans importance
431      alim_star_clos(:,:)=alim_star(:,:)
432      alim_star_clos(:,:)=entr_star(:,:)+alim_star(:,:)
[1998]433!
434!CR Appel de la fermeture seche
435      if (iflag_thermals_closure.eq.1) then
[1403]436
[4094]437     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
438    &   zlev,lalim,alim_star_clos,zmax_sec,wmax_sec,f)
[878]439
[1403]440!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
441! Appel avec les zmax et wmax tenant compte de la condensation
442! Semble moins bien marcher
[1998]443     else if (iflag_thermals_closure.eq.2) then
444
445     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
[4094]446    &   zlev,lalim,alim_star,zmax,wmax,f)
[1998]447
[4094]448
[1998]449     endif
450
[1403]451!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
452
[938]453      if(prt_level.ge.1)print*,'thermcell_closure apres thermcell_closure'
[878]454
[972]455      if (tau_thermals>1.) then
456         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
457         f0=(1.-lambda)*f+lambda*f0
458      else
459         f0=f
460      endif
461
462! Test valable seulement en 1D mais pas genant
463      if (.not. (f0(1).ge.0.) ) then
[1403]464              abort_message = '.not. (f0(1).ge.0.)'
[2311]465              CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
[972]466      endif
467
[878]468!-------------------------------------------------------------------------------
469!deduction des flux
470
[972]471      CALL thermcell_flux2(ngrid,nlay,ptimestep,masse, &
[878]472     &       lalim,lmax,alim_star,  &
473     &       entr_star,detr_star,f,rhobarz,zlev,zw2,fm,entr,  &
[972]474     &       detr,zqla,lev_out,lunout1,igout)
[4318]475
[972]476!IM 060508    &       detr,zqla,zmax,lev_out,lunout,igout)
[878]477
[938]478      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_flux'
[4089]479      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lalim ')
480      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lmax  ')
[878]481
482!------------------------------------------------------------------
[972]483!   On ne prend pas directement les profils issus des calculs precedents
484!   mais on s'autorise genereusement une relaxation vers ceci avec
485!   une constante de temps tau_thermals (typiquement 1800s).
486!------------------------------------------------------------------
[878]487
[972]488      if (tau_thermals>1.) then
489         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
490         fm0=(1.-lambda)*fm+lambda*fm0
491         entr0=(1.-lambda)*entr+lambda*entr0
[1403]492         detr0=(1.-lambda)*detr+lambda*detr0
[878]493      else
494         fm0=fm
495         entr0=entr
496         detr0=detr
497      endif
498
[4396]499!------------------------------------------------------------------
500! Calcul de la fraction de l'ascendance
501!------------------------------------------------------------------
502      do ig=1,ngrid
503         fraca(ig,1)=0.
504         fraca(ig,nlay+1)=0.
505      enddo
506      do l=2,nlay
507         do ig=1,ngrid
508            if (zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
509            fraca(ig,l)=fm(ig,l)/(rhobarz(ig,l)*zw2(ig,l))
510            else
511            fraca(ig,l)=0.
512            endif
513         enddo
514      enddo
515     
[972]516!c------------------------------------------------------------------
517!   calcul du transport vertical
518!------------------------------------------------------------------
[4381]519      IF (iflag_thermals_down .GT. 0) THEN
[4438]520        if (debut) print*,'WARNING !!! routine thermcell_down en cours de developpement'
[4441]521        entrdn=fact_thermals_down*detr0
522        detrdn=fact_thermals_down*entr0
[4413]523        ! we want to transport potential temperature, total water and momentum
524        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zthl,zdthladj)
525        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,po,pdoadj)
526        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zu,pduadj)
527        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zv,pdvadj)
[4396]528      ELSE
[4381]529      !--------------------------------------------------------------
[972]530
[4396]531        call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
532        &                    zthl,zdthladj,zta,lev_out)
533        call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
534        &                   po,pdoadj,zoa,lev_out)
[878]535
[4089]536#ifdef ISO
[4143]537        ! C Risi: on utilise directement la meme routine
538        do ixt=1,ntiso
[4089]539          do ll=1,nlay
540            DO ig=1,ngrid
541                xtpo_tmp(ig,ll)=xtpo(ixt,ig,ll)
542                xtzo_tmp(ig,ll)=xtzo(ixt,ig,ll)
543            enddo
544          enddo
545          call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
546     &                   xtpo_tmp,xtpdoadj_tmp,xtzo_tmp,lev_out)
547          do ll=1,nlay
548            DO ig=1,ngrid
549                xtpdoadj(ixt,ig,ll)=xtpdoadj_tmp(ig,ll)
550            enddo
551          enddo
[4143]552        enddo
[4089]553#endif
554
555#ifdef ISO     
556#ifdef ISOVERIF
557      DO  ll=1,nlay
558        DO ig=1,ngrid
559          if (iso_eau.gt.0) then
560              call iso_verif_egalite(xtpo(iso_eau,ig,ll), &
561     &          po(ig,ll),'thermcell_main 594')
562              call iso_verif_egalite(xtpdoadj(iso_eau,ig,ll), &
563     &          pdoadj(ig,ll),'thermcell_main 596')
564          endif
565          if (iso_HDO.gt.0) then
566              call iso_verif_aberrant_encadre(xtpo(iso_hdo,ig,ll) &
567     &           /po(ig,ll),'thermcell_main 610')
568          endif
569        enddo
570      enddo !DO  ll=1,nlay
571      write(*,*) 'thermcell_main 600 tmp: apres thermcell_dq'
572#endif     
573#endif
574
575
[883]576!------------------------------------------------------------------
577!  calcul du transport vertical du moment horizontal
578!------------------------------------------------------------------
[878]579
[972]580!IM 090508 
[1738]581      if (dvdq == 0 ) then
[883]582
[878]583! Calcul du transport de V tenant compte d'echange par gradient
584! de pression horizontal avec l'environnement
585
586         call thermcell_dv2(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
[1738]587!    &    ,fraca*dvdq,zmax &
588     &    ,fraca,zmax &
[972]589     &    ,zu,zv,pduadj,pdvadj,zua,zva,lev_out)
[1403]590
[878]591      else
592
593! calcul purement conservatif pour le transport de V
[1738]594         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
[878]595     &    ,zu,pduadj,zua,lev_out)
[1738]596         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
[878]597     &    ,zv,pdvadj,zva,lev_out)
[1738]598
[878]599      endif
[4396]600    ENDIF
[878]601
602!     print*,'13 OK convect8'
603      do l=1,nlay
604         do ig=1,ngrid
605           pdtadj(ig,l)=zdthladj(ig,l)*zpspsk(ig,l) 
606         enddo
607      enddo
608
[972]609      if (prt_level.ge.1) print*,'14 OK convect8'
[878]610!------------------------------------------------------------------
611!   Calculs de diagnostiques pour les sorties
612!------------------------------------------------------------------
613!calcul de fraca pour les sorties
614     
615      if (sorties) then
[972]616      if (prt_level.ge.1) print*,'14a OK convect8'
[878]617! calcul du niveau de condensation
618! initialisation
619      do ig=1,ngrid
[879]620         nivcon(ig)=0
[878]621         zcon(ig)=0.
622      enddo
623!nouveau calcul
624      do ig=1,ngrid
625      CHI=zh(ig,1)/(1669.0-122.0*zo(ig,1)/zqsat(ig,1)-zh(ig,1))
626      pcon(ig)=pplay(ig,1)*(zo(ig,1)/zqsat(ig,1))**CHI
627      enddo
[1403]628!IM   do k=1,nlay
629      do k=1,nlay-1
[878]630         do ig=1,ngrid
631         if ((pcon(ig).le.pplay(ig,k))  &
632     &      .and.(pcon(ig).gt.pplay(ig,k+1))) then
633            zcon2(ig)=zlay(ig,k)-(pcon(ig)-pplay(ig,k))/(RG*rho(ig,k))/100.
634         endif
635         enddo
636      enddo
[1403]637!IM
[1494]638      ierr=0
[1403]639      do ig=1,ngrid
640        if (pcon(ig).le.pplay(ig,nlay)) then
641           zcon2(ig)=zlay(ig,nlay)-(pcon(ig)-pplay(ig,nlay))/(RG*rho(ig,nlay))/100.
[1494]642           ierr=1
643        endif
644      enddo
645      if (ierr==1) then
[1403]646           abort_message = 'thermcellV0_main: les thermiques vont trop haut '
[2311]647           CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
[1494]648      endif
649
[972]650      if (prt_level.ge.1) print*,'14b OK convect8'
[878]651      do k=nlay,1,-1
652         do ig=1,ngrid
653            if (zqla(ig,k).gt.1e-10) then
654               nivcon(ig)=k
655               zcon(ig)=zlev(ig,k)
656            endif
657         enddo
658      enddo
[972]659      if (prt_level.ge.1) print*,'14c OK convect8'
[878]660!calcul des moments
661!initialisation
662      do l=1,nlay
663         do ig=1,ngrid
664            q2(ig,l)=0.
665            wth2(ig,l)=0.
666            wth3(ig,l)=0.
667            ratqscth(ig,l)=0.
668            ratqsdiff(ig,l)=0.
669         enddo
670      enddo     
[972]671      if (prt_level.ge.1) print*,'14d OK convect8'
[1146]672      if (prt_level.ge.10)write(lunout,*)                                &
673    &     'WARNING thermcell_main wth2=0. si zw2 > 1.e-10'
[878]674      do l=1,nlay
675         do ig=1,ngrid
676            zf=fraca(ig,l)
677            zf2=zf/(1.-zf)
[972]678!
[1403]679            thetath2(ig,l)=zf2*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))**2
[972]680            if(zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
681             wth2(ig,l)=zf2*(zw2(ig,l))**2
682            else
683             wth2(ig,l)=0.
684            endif
[878]685            wth3(ig,l)=zf2*(1-2.*fraca(ig,l))/(1-fraca(ig,l))  &
686     &                *zw2(ig,l)*zw2(ig,l)*zw2(ig,l)
687            q2(ig,l)=zf2*(zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)**2
688!test: on calcul q2/po=ratqsc
689            ratqscth(ig,l)=sqrt(max(q2(ig,l),1.e-6)/(po(ig,l)*1000.))
690         enddo
691      enddo
[1403]692!calcul des flux: q, thetal et thetav
693      do l=1,nlay
694         do ig=1,ngrid
695      wq(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)
696      wthl(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))
697      wthv(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))
698         enddo
[879]699      enddo
[1638]700
[878]701!calcul du ratqscdiff
[972]702      if (prt_level.ge.1) print*,'14e OK convect8'
[878]703      var=0.
704      vardiff=0.
705      ratqsdiff(:,:)=0.
[1494]706
[4089]707      do l=1,nlay
[1494]708         do ig=1,ngrid
709            if (l<=lalim(ig)) then
[878]710            var=var+alim_star(ig,l)*zqta(ig,l)*1000.
[1494]711            endif
[878]712         enddo
713      enddo
[1494]714
[972]715      if (prt_level.ge.1) print*,'14f OK convect8'
[1494]716
[4089]717      do l=1,nlay
[1494]718         do ig=1,ngrid
719            if (l<=lalim(ig)) then
720               zf=fraca(ig,l)
721               zf2=zf/(1.-zf)
722               vardiff=vardiff+alim_star(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-var)**2
723            endif
724         enddo
[878]725      enddo
[1494]726
[972]727      if (prt_level.ge.1) print*,'14g OK convect8'
[4089]728         do l=1,nlay
729            do ig=1,ngrid
730               ratqsdiff(ig,l)=sqrt(vardiff)/(po(ig,l)*1000.)   
731            enddo
732         enddo
[878]733      endif
734
[938]735      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main FIN  OK'
[878]736
[4094]737 RETURN
[4089]738      end subroutine thermcell_main
[878]739
[4089]740!=============================================================================
741!/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
742!=============================================================================
743      subroutine test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,long,ztv,po,ztva, &  ! in
744    &            zqla,f_star,zw2,comment)                          ! in
745!=============================================================================
[4590]746      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level
[938]747      IMPLICIT NONE
[878]748
[4089]749      integer i, k, ngrid,nlay
750      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: pplay,ztv,po,ztva,zqla
751      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: f_star,zw2
752      integer, intent(in), dimension(ngrid) :: long
[878]753      real seuil
754      character*21 comment
[4133]755
[4089]756      seuil=0.25
[878]757
[938]758      if (prt_level.ge.1) THEN
759       print*,'WARNING !!! TEST ',comment
760      endif
[879]761      return
762
[878]763!  test sur la hauteur des thermiques ...
[4089]764         do i=1,ngrid
[972]765!IMtemp           if (pplay(i,long(i)).lt.seuil*pplev(i,1)) then
766           if (prt_level.ge.10) then
[878]767               print*,'WARNING ',comment,' au point ',i,' K= ',long(i)
768               print*,'  K  P(MB)  THV(K)     Qenv(g/kg)THVA        QLA(g/kg)   F*        W2'
[4089]769               do k=1,nlay
[878]770                  write(6,'(i3,7f10.3)') k,pplay(i,k),ztv(i,k),1000*po(i,k),ztva(i,k),1000*zqla(i,k),f_star(i,k),zw2(i,k)
771               enddo
[972]772           endif
[878]773         enddo
774
775
776      return
777      end
778
[4089]779! nrlmd le 10/04/2012   Transport de la TKE par le thermique moyen pour la fermeture en ALP
780!                       On transporte pbl_tke pour donner therm_tke
[4143]781!                       Copie conforme de la subroutine DTKE dans physiq.F ecrite par Frederic Hourdin
[4089]782
783!=======================================================================
784!///////////////////////////////////////////////////////////////////////
785!=======================================================================
786
787      subroutine thermcell_tke_transport( &
788     &     ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,rg,pplev,  &   ! in
789     &     therm_tke_max)                                ! out
[4590]790      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level
[1638]791      implicit none
792
793!=======================================================================
794!
795!   Calcul du transport verticale dans la couche limite en presence
796!   de "thermiques" explicitement representes
797!   calcul du dq/dt une fois qu'on connait les ascendances
798!
799!=======================================================================
800
[4089]801      integer ngrid,nlay
[1638]802
[4089]803      real, intent(in) :: ptimestep
804      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,pplev
805      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: entr0
806      real, intent(in) :: rg
807      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: therm_tke_max
808
[1638]809      real detr0(ngrid,nlay)
[4089]810      real masse0(ngrid,nlay)
[1638]811      real masse(ngrid,nlay),fm(ngrid,nlay+1)
812      real entr(ngrid,nlay)
813      real q(ngrid,nlay)
814      integer lev_out                           ! niveau pour les print
815
816      real qa(ngrid,nlay),detr(ngrid,nlay),wqd(ngrid,nlay+1)
817      integer ig,k
818
819
820      lev_out=0
821
822
823      if (prt_level.ge.1) print*,'Q2 THERMCEL_DQ 0'
824
825!   calcul du detrainement
826      do k=1,nlay
827         detr0(:,k)=fm0(:,k)-fm0(:,k+1)+entr0(:,k)
828         masse0(:,k)=(pplev(:,k)-pplev(:,k+1))/RG
829      enddo
830
831
832! Decalage vertical des entrainements et detrainements.
833      masse(:,1)=0.5*masse0(:,1)
834      entr(:,1)=0.5*entr0(:,1)
835      detr(:,1)=0.5*detr0(:,1)
836      fm(:,1)=0.
837      do k=1,nlay-1
838         masse(:,k+1)=0.5*(masse0(:,k)+masse0(:,k+1))
839         entr(:,k+1)=0.5*(entr0(:,k)+entr0(:,k+1))
840         detr(:,k+1)=0.5*(detr0(:,k)+detr0(:,k+1))
841         fm(:,k+1)=fm(:,k)+entr(:,k)-detr(:,k)
842      enddo
843      fm(:,nlay+1)=0.
844
845
846   q(:,:)=therm_tke_max(:,:)
847!!! nrlmd le 16/09/2010
848      do ig=1,ngrid
849         qa(ig,1)=q(ig,1)
850      enddo
851!!!
852
853    if (1==1) then
854      do k=2,nlay
855         do ig=1,ngrid
856            if ((fm(ig,k+1)+detr(ig,k))*ptimestep.gt.  &
857     &         1.e-5*masse(ig,k)) then
858         qa(ig,k)=(fm(ig,k)*qa(ig,k-1)+entr(ig,k)*q(ig,k))  &
859     &         /(fm(ig,k+1)+detr(ig,k))
860            else
861               qa(ig,k)=q(ig,k)
862            endif
863            if (qa(ig,k).lt.0.) then
864!               print*,'qa<0!!!'
865            endif
866            if (q(ig,k).lt.0.) then
867!               print*,'q<0!!!'
868            endif
869         enddo
870      enddo
871
872! Calcul du flux subsident
873
874      do k=2,nlay
875         do ig=1,ngrid
876            wqd(ig,k)=fm(ig,k)*q(ig,k)
877            if (wqd(ig,k).lt.0.) then
878!               print*,'wqd<0!!!'
879            endif
880         enddo
881      enddo
882      do ig=1,ngrid
883         wqd(ig,1)=0.
884         wqd(ig,nlay+1)=0.
885      enddo
886
887! Calcul des tendances
888      do k=1,nlay
889         do ig=1,ngrid
890            q(ig,k)=q(ig,k)+(detr(ig,k)*qa(ig,k)-entr(ig,k)*q(ig,k)  &
891     &               -wqd(ig,k)+wqd(ig,k+1))  &
892     &               *ptimestep/masse(ig,k)
893         enddo
894      enddo
895
896 endif
897
898   therm_tke_max(:,:)=q(:,:)
899
900      return
901!!! fin nrlmd le 10/04/2012
902     end
903
[4590]904END MODULE lmdz_thermcell_main
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.