source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/lmdz_thermcell_main.F90 @ 5342

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Nouvelle formulation du strig et correction thermiques montent trop haut

  • 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: 35.1 KB
RevLine 
[4590]1MODULE lmdz_thermcell_main
[1403]2! $Id: lmdz_thermcell_main.F90 4843 2024-03-04 17:58:03Z abarral $
[878]3!
[4678]4! A REGARDER !!!!!!!!!!!!!!!!!
5! ATTENTION : zpspsk est inout et out mais c'est pas forcement pour de bonnes raisons (FH, 2023)
[4690]6! ATTENTION : dans thermcell_env, on condense potentiellement de l'eau. Mais comme on ne mélange pas l'eau liquide supposant qu'il n'y en n'a pas, c'est potentiellement un souci
[4590]7CONTAINS
8
[4089]9      subroutine thermcell_main(itap,ngrid,nlay,ptimestep  &
[878]10     &                  ,pplay,pplev,pphi,debut  &
[4690]11     &                  ,puwind,pvwind,ptemp,p_o,ptemp_env, po_env  &
[878]12     &                  ,pduadj,pdvadj,pdtadj,pdoadj  &
[1026]13     &                  ,fm0,entr0,detr0,zqta,zqla,lmax  &
[878]14     &                  ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth  &
[1403]15     &                  ,zmax0, f0,zw2,fraca,ztv &
[4089]16     &                  ,zpspsk,ztla,zthl,ztva &
[4843]17     &                  ,pcon,rhobarz,wth3,wmax_sec,lalim,fm,alim_star,zmax,zcong &
[4089]18#ifdef ISO         
19     &      ,xtpo,xtpdoadj &
20#endif         
21     &   )
[878]22
[4089]23
[4690]24
25! USE necessaires pour les lignes importees de thermcell_env
[4590]26      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: thermcell_ini,dqimpl,dvdq,prt_level,lunout,prt_level
27      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: iflag_thermals_closure,iflag_thermals_ed,tau_thermals,r_aspect_thermals
28      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: iflag_thermals_down,fact_thermals_down
[4690]29      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: iflag_thermals_tenv
[4590]30      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: RD,RG
[4089]31
[4590]32      USE lmdz_thermcell_down, ONLY: thermcell_updown_dq
33      USE lmdz_thermcell_closure, ONLY: thermcell_closure
34      USE lmdz_thermcell_dq, ONLY: thermcell_dq
35      USE lmdz_thermcell_dry, ONLY: thermcell_dry
36      USE lmdz_thermcell_dv2, ONLY: thermcell_dv2
37      USE lmdz_thermcell_env, ONLY: thermcell_env
38      USE lmdz_thermcell_flux2, ONLY: thermcell_flux2
39      USE lmdz_thermcell_height, ONLY: thermcell_height
40      USE lmdz_thermcell_plume, ONLY: thermcell_plume
41      USE lmdz_thermcell_plume_6A, ONLY: thermcell_plume_6A,thermcell_plume_5B
42
[4690]43! USE necessaires pour les lignes importees de thermcell_env
44   USE lmdz_thermcell_ini, ONLY : RLvCp,RKAPPA,RETV
45   USE lmdz_thermcell_qsat, ONLY : thermcell_qsat
46
47
[4089]48#ifdef ISO
[4143]49  USE infotrac_phy, ONLY : ntiso
[4089]50#ifdef ISOVERIF
51  USE isotopes_mod, ONLY : iso_eau,iso_HDO
52  USE isotopes_verif_mod, ONLY: iso_verif_egalite, &
53        iso_verif_aberrant_encadre
54#endif
55#endif
56
57
[878]58      IMPLICIT NONE
59
60!=======================================================================
61!   Auteurs: Frederic Hourdin, Catherine Rio, Anne Mathieu
62!   Version du 09.02.07
63!   Calcul du transport vertical dans la couche limite en presence
64!   de "thermiques" explicitement representes avec processus nuageux
65!
[1403]66!   Reecriture a partir d'un listing papier a Habas, le 14/02/00
[878]67!
[1403]68!   le thermique est suppose homogene et dissipe par melange avec
69!   son environnement. la longueur l_mix controle l'efficacite du
70!   melange
[878]71!
[1403]72!   Le calcul du transport des differentes especes se fait en prenant
[878]73!   en compte:
74!     1. un flux de masse montant
75!     2. un flux de masse descendant
76!     3. un entrainement
77!     4. un detrainement
78!
[1738]79! Modif 2013/01/04 (FH hourdin@lmd.jussieu.fr)
80!    Introduction of an implicit computation of vertical advection in
81!    the environment of thermal plumes in thermcell_dq
82!    impl =     0 : explicit, 1 : implicit, -1 : old version
83!    controled by iflag_thermals =
84!       15, 16 run with impl=-1 : numerical convergence with NPv3
85!       17, 18 run with impl=1  : more stable
86!    15 and 17 correspond to the activation of the stratocumulus "bidouille"
87!
[4133]88! Using
89!    abort_physic
90!    iso_verif_aberrant_encadre
91!    iso_verif_egalite
92!    test_ltherm
93!    thermcell_closure
94!    thermcell_dq
95!    thermcell_dry
96!    thermcell_dv2
97!    thermcell_env
98!    thermcell_flux2
99!    thermcell_height
100!    thermcell_plume
101!    thermcell_plume_5B
102!    thermcell_plume_6A
103!
[878]104!=======================================================================
105
[1738]106
[878]107!-----------------------------------------------------------------------
108!   declarations:
109!   -------------
110
111
112!   arguments:
113!   ----------
[4089]114      integer, intent(in) :: itap,ngrid,nlay
115      real, intent(in) ::  ptimestep
[4690]116      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay)    :: ptemp,puwind,pvwind,pplay,pphi,ptemp_env,po_env
[4678]117! ATTENTION : zpspsk est inout et out mais c'est pas forcement pour de bonnes raisons (FH, 2023)
118      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay)    :: p_o
[4590]119      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)    :: zpspsk
[4089]120      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1)  :: pplev
[4133]121      integer, intent(out), dimension(ngrid) :: lmax
[4089]122      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: pdtadj,pduadj,pdvadj,pdoadj,entr0,detr0
123      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: ztla,zqla,zqta,zqsatth,zthl
124      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,zw2,fraca
[4133]125      real, intent(inout), dimension(ngrid) :: zmax0,f0
[4089]126      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ztva,ztv
127      logical, intent(in) :: debut
[4133]128      real,intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ratqscth,ratqsdiff
[878]129
[4089]130      real, intent(out), dimension(ngrid) :: pcon
131      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: rhobarz,wth3
132      real, intent(out), dimension(ngrid) :: wmax_sec
133      integer,intent(out), dimension(ngrid) :: lalim
134      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm
135      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: alim_star
[4843]136      real, intent(out), dimension(ngrid) :: zmax,zcong
[972]137
[878]138!   local:
139!   ------
140
[1738]141
[883]142      integer,save :: igout=1
[987]143!$OMP THREADPRIVATE(igout)
[938]144      integer,save :: lunout1=6
[987]145!$OMP THREADPRIVATE(lunout1)
[883]146      integer,save :: lev_out=10
[987]147!$OMP THREADPRIVATE(lev_out)
[878]148
[4089]149      real lambda, zf,zf2,var,vardiff,CHI
150      integer ig,k,l,ierr,ll
[878]151      logical sorties
[4843]152      real, dimension(ngrid) :: linter,zmix, zmax_sec,lintercong
153      integer,dimension(ngrid) :: lmin,lmix,lmix_bis,nivcon, lcong
[4089]154      real, dimension(ngrid,nlay) :: ztva_est
[4690]155      real, dimension(ngrid,nlay) :: deltaz,zlay,zdthladj,zu,zv,z_o,zl,zva,zua,z_oa
156      real, dimension(ngrid,nlay) :: ztemp_env ! temperarure liquide de l'environnement
[4089]157      real, dimension(ngrid,nlay) :: zta,zha,q2,wq,wthl,wthv,thetath2,wth2
[4133]158      real, dimension(ngrid,nlay) :: rho,masse
[4089]159      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: zw_est,zlev
160      real, dimension(ngrid) :: wmax,wmax_tmp
161      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: f_star
162      real, dimension(ngrid,nlay) :: entr,detr,entr_star,detr_star,alim_star_clos
163      real, dimension(ngrid,nlay) :: zqsat,csc
164      real, dimension(ngrid) :: zcon,zcon2,alim_star_tot,f
[4413]165      real, dimension(ngrid,nlay) :: entrdn,detrdn
[4690]166      logical, dimension(ngrid,nlay) :: mask
[878]167
[4089]168      character (len=20) :: modname='thermcell_main'
169      character (len=80) :: abort_message
[878]170
171
[4089]172#ifdef ISO
[4143]173      REAL xtpo(ntiso,ngrid,nlay),xtpdoadj(ntiso,ngrid,nlay)
174      REAL xtzo(ntiso,ngrid,nlay)
[4089]175      REAL xtpdoadj_tmp(ngrid,nlay)
176      REAL xtpo_tmp(ngrid,nlay)
177      REAL xtzo_tmp(ngrid,nlay)
178      integer ixt
179#endif
[878]180
181!
182
183!-----------------------------------------------------------------------
184!   initialisation:
185!   ---------------
186!
[1943]187   fm=0. ; entr=0. ; detr=0.
[972]188
[938]189      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main V4'
[878]190
191       sorties=.true.
[4089]192      IF(ngrid.NE.ngrid) THEN
[878]193         PRINT*
194         PRINT*,'STOP dans convadj'
195         PRINT*,'ngrid    =',ngrid
[4089]196         PRINT*,'ngrid  =',ngrid
[878]197      ENDIF
198!
[4692]199!print*,'thermcell_main debut'
[1403]200!     write(lunout,*)'WARNING thermcell_main f0=max(f0,1.e-2)'
[4089]201     do ig=1,ngrid
[972]202         f0(ig)=max(f0(ig),1.e-2)
[1403]203         zmax0(ig)=max(zmax0(ig),40.)
[972]204!IMmarche pas ?!       if (f0(ig)<1.e-2) f0(ig)=1.e-2
205     enddo
[878]206
[1494]207      if (prt_level.ge.20) then
208       do ig=1,ngrid
209          print*,'th_main ig f0',ig,f0(ig)
210       enddo
211      endif
[4690]212
[878]213!-----------------------------------------------------------------------
214! Calcul de T,q,ql a partir de Tl et qT dans l environnement
215!   --------------------------------------------------------------------
216!
[4690]217          ! On condense l'eau liquide si besoin.
218          ! En fait on arrive ici d'habitude (jusque 6A) après réévaporation
219          ! Dans une nouvelle mouture, on passe les profiles
220          ! avant la couche limite : iflag_thermals_tenv=1
221          !     dés le début de la physique : iflag_thermals_tenv=2
222          ! Mais même pour 2) on ne veut sans doute pas réévaporer.
223          ! On veut comparer thetav dans le thermique, après condensation,
224          ! avec le theta_v effectif de l'environnement.
225
226      if (iflag_thermals_tenv - 10 * ( iflag_thermals_tenv / 10 ) == 0) then
227
228          CALL thermcell_env(ngrid,nlay,p_o,ptemp_env,puwind,pvwind,pplay,  &
[4843]229         &           pplev,z_o,ztemp_env,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,zqsat,lcong,lintercong,lev_out)
[4690]230
231      else
232
233        ! Chantier en cours : ne pas effacer (Fredho). 15 septembre 2023
234        ! Dans la version originale de thermcell_env, on condense l'eau de l'environnement
235        ! pour calculer une temperature potentielle liquide.
236        ! On en déduit un Theta v.
237
238 ! ...
239        ! contenu de thermcell_env
240        !    SUBROUTINE thermcell_env(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay,  &
241        ! &           pplev,zo,zh,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,pqsat,lev_out)
242        ! contenu thermcell_env : call thermcell_qsat(ngrid*nlay,mask,pplev,pt,po,pqsat)
243        ! contenu thermcell_env : do ll=1,nlay
244        ! contenu thermcell_env :    do ig=1,ngrid
245        ! contenu thermcell_env :       zl(ig,ll) = max(0.,po(ig,ll)-pqsat(ig,ll))
246        ! contenu thermcell_env :       zh(ig,ll) = pt(ig,ll)+RLvCp*zl(ig,ll)         !   T = Tl + Lv/Cp ql
247        ! contenu thermcell_env :       zo(ig,ll) = po(ig,ll)-zl(ig,ll)
248        ! contenu thermcell_env :    enddo
249        ! contenu thermcell_env : enddo
250        ! contenu thermcell_env : do ll=1,nlay
251        ! contenu thermcell_env :    do ig=1,ngrid
252        ! contenu thermcell_env :        zpspsk(ig,ll)=(pplay(ig,ll)/100000.)**RKAPPA
253        ! contenu thermcell_env :        zu(ig,ll)=pu(ig,ll)
254        ! contenu thermcell_env :        zv(ig,ll)=pv(ig,ll)
255        ! contenu thermcell_env :          ztv(ig,ll)=zh(ig,ll)/zpspsk(ig,ll)
256        ! contenu thermcell_env :          ztv(ig,ll)=ztv(ig,ll)*(1.+RETV*(zo(ig,ll))-zl(ig,ll))
257        ! contenu thermcell_env :          zthl(ig,ll)=pt(ig,ll)/zpspsk(ig,ll)
258        ! contenu thermcell_env :    enddo
259        ! contenu thermcell_env : enddo
260
261        do l=1,nlay
262            do ig=1,ngrid
263                 zl(ig,l)=0.
264                 zu(ig,l)=puwind(ig,l)
265                 zv(ig,l)=pvwind(ig,l)
266                 ztemp_env(ig,l)=ptemp_env(ig,l)
267                 zpspsk(ig,l)=(pplay(ig,l)/100000.)**RKAPPA
268                 ztv(ig,l)=ztemp_env(ig,l)/zpspsk(ig,l)
269                 ztv(ig,l)=ztv(ig,l)*(1.+RETV*po_env(ig,l))
270                 zthl(ig,l)=ptemp(ig,l)/zpspsk(ig,l)
271                 mask(ig,l)=.true.
272            enddo
273        enddo
274        call thermcell_qsat(ngrid*nlay,mask,pplev,ptemp_env,p_o,zqsat)
275         
276      endif
[878]277       
[938]278      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_env'
[878]279
280!------------------------------------------------------------------------
281!                       --------------------
282!
283!
284!                       + + + + + + + + + + +
285!
286!
287!  wa, fraca, wd, fracd --------------------   zlev(2), rhobarz
288!  wh,wt,wo ...
289!
[4678]290!                       + + + + + + + + + + +  zh,zu,zv,z_o,rho
[878]291!
292!
293!                       --------------------   zlev(1)
294!                       \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
295!
296!
297
298!-----------------------------------------------------------------------
299!   Calcul des altitudes des couches
300!-----------------------------------------------------------------------
301
302      do l=2,nlay
303         zlev(:,l)=0.5*(pphi(:,l)+pphi(:,l-1))/RG
304      enddo
[4089]305      zlev(:,1)=0.
306      zlev(:,nlay+1)=(2.*pphi(:,nlay)-pphi(:,nlay-1))/RG
[878]307      do l=1,nlay
308         zlay(:,l)=pphi(:,l)/RG
309      enddo
310      do l=1,nlay
311         deltaz(:,l)=zlev(:,l+1)-zlev(:,l)
312      enddo
313
314!-----------------------------------------------------------------------
[4089]315!   Calcul des densites et masses
[878]316!-----------------------------------------------------------------------
317
[4089]318      rho(:,:)=pplay(:,:)/(zpspsk(:,:)*RD*ztv(:,:))
319      if (prt_level.ge.10) write(lunout,*) 'WARNING thermcell_main rhobarz(:,1)=rho(:,1)'
[972]320      rhobarz(:,1)=rho(:,1)
[878]321      do l=2,nlay
322         rhobarz(:,l)=0.5*(rho(:,l)+rho(:,l-1))
323      enddo
324      do l=1,nlay
325         masse(:,l)=(pplev(:,l)-pplev(:,l+1))/RG
326      enddo
[938]327      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres initialisation'
[878]328
329!------------------------------------------------------------------
330!
331!             /|\
332!    --------  |  F_k+1 -------   
333!                              ----> D_k
334!             /|\              <---- E_k , A_k
335!    --------  |  F_k ---------
336!                              ----> D_k-1
337!                              <---- E_k-1 , A_k-1
338!
339!
340!
341!
342!
343!    ---------------------------
344!
345!    ----- F_lmax+1=0 ----------         \
346!            lmax     (zmax)              |
347!    ---------------------------          |
348!                                         |
349!    ---------------------------          |
350!                                         |
351!    ---------------------------          |
352!                                         |
353!    ---------------------------          |
354!                                         |
355!    ---------------------------          |
356!                                         |  E
357!    ---------------------------          |  D
358!                                         |
359!    ---------------------------          |
360!                                         |
361!    ---------------------------  \       |
362!            lalim                 |      |
363!    ---------------------------   |      |
364!                                  |      |
365!    ---------------------------   |      |
366!                                  | A    |
367!    ---------------------------   |      |
368!                                  |      |
369!    ---------------------------   |      |
370!    lmin  (=1 pour le moment)     |      |
371!    ----- F_lmin=0 ------------  /      /
372!
373!    ---------------------------
374!    //////////////////////////
375!
376!
377!=============================================================================
378!  Calculs initiaux ne faisant pas intervenir les changements de phase
379!=============================================================================
380
381!------------------------------------------------------------------
[1403]382!  1. alim_star est le profil vertical de l'alimentation a la base du
383!     panache thermique, calcule a partir de la flotabilite de l'air sec
[878]384!  2. lmin et lalim sont les indices inferieurs et superieurs de alim_star
385!------------------------------------------------------------------
386!
387      entr_star=0. ; detr_star=0. ; alim_star=0. ; alim_star_tot=0.
[1403]388      lmin=1
[878]389
390!-----------------------------------------------------------------------------
391!  3. wmax_sec et zmax_sec sont les vitesses et altitudes maximum d'un
392!     panache sec conservatif (e=d=0) alimente selon alim_star
393!     Il s'agit d'un calcul de type CAPE
[1403]394!     zmax_sec est utilise pour determiner la geometrie du thermique.
[878]395!------------------------------------------------------------------------------
[1403]396!---------------------------------------------------------------------------------
397!calcul du melange et des variables dans le thermique
398!--------------------------------------------------------------------------------
[878]399!
[1403]400      if (prt_level.ge.1) print*,'avant thermcell_plume ',lev_out
[878]401
[3451]402!=====================================================================
403! Old version of thermcell_plume in thermcell_plume_6A.F90
404! It includes both thermcell_plume_6A and thermcell_plume_5B corresponding
405! to the 5B and 6A versions used for CMIP5 and CMIP6.
406! The latest was previously named thermcellV1_plume.
407! The new thermcell_plume is a clean version (removing obsolete
408! options) of thermcell_plume_6A.
409! The 3 versions are controled by
410! flag_thermals_ed <= 9 thermcell_plume_6A
411!                  <= 19 thermcell_plume_5B
412!                  else thermcell_plume (default 20 for convergence with 6A)
413! Fredho
414!=====================================================================
[878]415
[1403]416      if (iflag_thermals_ed<=9) then
417!         print*,'THERM NOUVELLE/NOUVELLE Arnaud'
[4678]418         CALL thermcell_plume_6A(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,p_o,zl,rhobarz,&
[1403]419     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
420     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
421     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
422     &    ,lev_out,lunout1,igout)
[878]423
[3451]424      elseif (iflag_thermals_ed<=19) then
[1403]425!        print*,'THERM RIO et al 2010, version d Arnaud'
[4678]426         CALL thermcell_plume_5B(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,p_o,zl,rhobarz,&
[1403]427     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
428     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
429     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
430     &    ,lev_out,lunout1,igout)
[3451]431      else
[4678]432         CALL thermcell_plume(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,p_o,zl,rhobarz,&
[3451]433     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
434     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
435     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
436     &    ,lev_out,lunout1,igout)
[1403]437      endif
[878]438
[972]439      if (prt_level.ge.1) print*,'apres thermcell_plume ',lev_out
440
[4678]441      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lalim ')
442      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lmix  ')
[878]443
[938]444      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_plume'
445      if (prt_level.ge.10) then
[972]446         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 2'
447         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
448         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
449         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
450         write(lunout1,'(i6,i4,4e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l),entr_star(igout,l),detr_star(igout,l) &
[878]451     &    ,f_star(igout,l+1),l=1,nint(linter(igout))+5)
452      endif
453
454!-------------------------------------------------------------------------------
455! Calcul des caracteristiques du thermique:zmax,zmix,wmax
456!-------------------------------------------------------------------------------
457!
[4843]458      CALL thermcell_height(ngrid,nlay,lalim,lmin,linter,lcong,lintercong,lmix,zw2,  &
459     &           zlev,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax,zcong)
[1403]460! Attention, w2 est transforme en sa racine carree dans cette routine
[4143]461! Le probleme vient du fait que linter et lmix sont souvent egaux a 1.
[1403]462      wmax_tmp=0.
463      do  l=1,nlay
464         wmax_tmp(:)=max(wmax_tmp(:),zw2(:,l))
465      enddo
466!     print*,"ZMAX ",lalim,lmin,linter,lmix,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax
[878]467
468
[1403]469
[4678]470      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lalim ')
471      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmin  ')
472      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmix  ')
473      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmax  ')
[878]474
[938]475      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_height'
[878]476
477!-------------------------------------------------------------------------------
478! Fermeture,determination de f
479!-------------------------------------------------------------------------------
[1026]480!
[1403]481!
482      CALL thermcell_dry(ngrid,nlay,zlev,pphi,ztv,alim_star,  &
[4094]483    &                      lalim,lmin,zmax_sec,wmax_sec)
[878]484
[1998]485 
[4678]486call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lmin  ')
487call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lalim ')
[1403]488
489      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_dry'
490      if (prt_level.ge.10) then
491         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 1b'
492         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
493         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
494         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
495         write(lunout1,'(i6,i4,e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l) &
496     &    ,l=1,lalim(igout)+4)
497      endif
498
499
500
501
502! Choix de la fonction d'alimentation utilisee pour la fermeture.
503! Apparemment sans importance
504      alim_star_clos(:,:)=alim_star(:,:)
505      alim_star_clos(:,:)=entr_star(:,:)+alim_star(:,:)
[1998]506!
507!CR Appel de la fermeture seche
508      if (iflag_thermals_closure.eq.1) then
[1403]509
[4094]510     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
511    &   zlev,lalim,alim_star_clos,zmax_sec,wmax_sec,f)
[878]512
[1403]513!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
514! Appel avec les zmax et wmax tenant compte de la condensation
515! Semble moins bien marcher
[1998]516     else if (iflag_thermals_closure.eq.2) then
517
518     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
[4094]519    &   zlev,lalim,alim_star,zmax,wmax,f)
[1998]520
[4094]521
[1998]522     endif
523
[1403]524!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
525
[938]526      if(prt_level.ge.1)print*,'thermcell_closure apres thermcell_closure'
[878]527
[972]528      if (tau_thermals>1.) then
529         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
530         f0=(1.-lambda)*f+lambda*f0
531      else
532         f0=f
533      endif
534
535! Test valable seulement en 1D mais pas genant
536      if (.not. (f0(1).ge.0.) ) then
[1403]537              abort_message = '.not. (f0(1).ge.0.)'
[2311]538              CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
[972]539      endif
540
[878]541!-------------------------------------------------------------------------------
542!deduction des flux
543
[972]544      CALL thermcell_flux2(ngrid,nlay,ptimestep,masse, &
[878]545     &       lalim,lmax,alim_star,  &
546     &       entr_star,detr_star,f,rhobarz,zlev,zw2,fm,entr,  &
[972]547     &       detr,zqla,lev_out,lunout1,igout)
[4318]548
[972]549!IM 060508    &       detr,zqla,zmax,lev_out,lunout,igout)
[878]550
[938]551      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_flux'
[4678]552      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lalim ')
553      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lmax  ')
[878]554
555!------------------------------------------------------------------
[972]556!   On ne prend pas directement les profils issus des calculs precedents
557!   mais on s'autorise genereusement une relaxation vers ceci avec
558!   une constante de temps tau_thermals (typiquement 1800s).
559!------------------------------------------------------------------
[878]560
[972]561      if (tau_thermals>1.) then
562         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
563         fm0=(1.-lambda)*fm+lambda*fm0
564         entr0=(1.-lambda)*entr+lambda*entr0
[1403]565         detr0=(1.-lambda)*detr+lambda*detr0
[878]566      else
567         fm0=fm
568         entr0=entr
569         detr0=detr
570      endif
571
[4396]572!------------------------------------------------------------------
573! Calcul de la fraction de l'ascendance
574!------------------------------------------------------------------
575      do ig=1,ngrid
576         fraca(ig,1)=0.
577         fraca(ig,nlay+1)=0.
578      enddo
579      do l=2,nlay
580         do ig=1,ngrid
581            if (zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
582            fraca(ig,l)=fm(ig,l)/(rhobarz(ig,l)*zw2(ig,l))
583            else
584            fraca(ig,l)=0.
585            endif
586         enddo
587      enddo
588     
[972]589!c------------------------------------------------------------------
590!   calcul du transport vertical
591!------------------------------------------------------------------
[4381]592      IF (iflag_thermals_down .GT. 0) THEN
[4438]593        if (debut) print*,'WARNING !!! routine thermcell_down en cours de developpement'
[4441]594        entrdn=fact_thermals_down*detr0
595        detrdn=fact_thermals_down*entr0
[4413]596        ! we want to transport potential temperature, total water and momentum
597        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zthl,zdthladj)
[4678]598        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,p_o,pdoadj)
[4413]599        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zu,pduadj)
600        CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zv,pdvadj)
[4396]601      ELSE
[4381]602      !--------------------------------------------------------------
[972]603
[4690]604        ! Temperature potentielle liquide effectivement mélangée par les thermiques
605        do ll=1,nlay
606           do ig=1,ngrid
607              zthl(ig,ll)=ptemp(ig,ll)/zpspsk(ig,ll)
608           enddo
609        enddo
[4396]610        call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
611        &                    zthl,zdthladj,zta,lev_out)
[4678]612
613        do ll=1,nlay
614           do ig=1,ngrid
615              z_o(ig,ll)=p_o(ig,ll)
616           enddo
617        enddo
[4396]618        call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
[4678]619        &                   z_o,pdoadj,z_oa,lev_out)
[878]620
[4089]621#ifdef ISO
[4143]622        ! C Risi: on utilise directement la meme routine
623        do ixt=1,ntiso
[4089]624          do ll=1,nlay
625            DO ig=1,ngrid
626                xtpo_tmp(ig,ll)=xtpo(ixt,ig,ll)
627                xtzo_tmp(ig,ll)=xtzo(ixt,ig,ll)
628            enddo
629          enddo
630          call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
631     &                   xtpo_tmp,xtpdoadj_tmp,xtzo_tmp,lev_out)
632          do ll=1,nlay
633            DO ig=1,ngrid
634                xtpdoadj(ixt,ig,ll)=xtpdoadj_tmp(ig,ll)
635            enddo
636          enddo
[4143]637        enddo
[4089]638#endif
639
640#ifdef ISO     
641#ifdef ISOVERIF
642      DO  ll=1,nlay
643        DO ig=1,ngrid
644          if (iso_eau.gt.0) then
645              call iso_verif_egalite(xtpo(iso_eau,ig,ll), &
[4680]646     &          p_o(ig,ll),'thermcell_main 594')
[4089]647              call iso_verif_egalite(xtpdoadj(iso_eau,ig,ll), &
648     &          pdoadj(ig,ll),'thermcell_main 596')
649          endif
650          if (iso_HDO.gt.0) then
651              call iso_verif_aberrant_encadre(xtpo(iso_hdo,ig,ll) &
[4678]652     &           /p_o(ig,ll),'thermcell_main 610')
[4089]653          endif
654        enddo
655      enddo !DO  ll=1,nlay
656      write(*,*) 'thermcell_main 600 tmp: apres thermcell_dq'
657#endif     
658#endif
659
660
[883]661!------------------------------------------------------------------
662!  calcul du transport vertical du moment horizontal
663!------------------------------------------------------------------
[878]664
[972]665!IM 090508 
[1738]666      if (dvdq == 0 ) then
[883]667
[878]668! Calcul du transport de V tenant compte d'echange par gradient
669! de pression horizontal avec l'environnement
670
671         call thermcell_dv2(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
[1738]672!    &    ,fraca*dvdq,zmax &
673     &    ,fraca,zmax &
[972]674     &    ,zu,zv,pduadj,pdvadj,zua,zva,lev_out)
[1403]675
[878]676      else
677
678! calcul purement conservatif pour le transport de V
[1738]679         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
[878]680     &    ,zu,pduadj,zua,lev_out)
[1738]681         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
[878]682     &    ,zv,pdvadj,zva,lev_out)
[1738]683
[878]684      endif
[4396]685    ENDIF
[878]686
687!     print*,'13 OK convect8'
688      do l=1,nlay
689         do ig=1,ngrid
690           pdtadj(ig,l)=zdthladj(ig,l)*zpspsk(ig,l) 
691         enddo
692      enddo
693
[972]694      if (prt_level.ge.1) print*,'14 OK convect8'
[878]695!------------------------------------------------------------------
696!   Calculs de diagnostiques pour les sorties
697!------------------------------------------------------------------
698!calcul de fraca pour les sorties
699     
700      if (sorties) then
[972]701      if (prt_level.ge.1) print*,'14a OK convect8'
[878]702! calcul du niveau de condensation
703! initialisation
704      do ig=1,ngrid
[879]705         nivcon(ig)=0
[878]706         zcon(ig)=0.
707      enddo
708!nouveau calcul
709      do ig=1,ngrid
[4690]710      ! WARNING !!! verifier que c'est bien ztemp_env qu'on veut là
711      CHI=ztemp_env(ig,1)/(1669.0-122.0*z_o(ig,1)/zqsat(ig,1)-ztemp_env(ig,1))
[4678]712      pcon(ig)=pplay(ig,1)*(z_o(ig,1)/zqsat(ig,1))**CHI
[878]713      enddo
[1403]714!IM   do k=1,nlay
715      do k=1,nlay-1
[878]716         do ig=1,ngrid
717         if ((pcon(ig).le.pplay(ig,k))  &
718     &      .and.(pcon(ig).gt.pplay(ig,k+1))) then
719            zcon2(ig)=zlay(ig,k)-(pcon(ig)-pplay(ig,k))/(RG*rho(ig,k))/100.
720         endif
721         enddo
722      enddo
[1403]723!IM
[1494]724      ierr=0
[1403]725      do ig=1,ngrid
726        if (pcon(ig).le.pplay(ig,nlay)) then
727           zcon2(ig)=zlay(ig,nlay)-(pcon(ig)-pplay(ig,nlay))/(RG*rho(ig,nlay))/100.
[1494]728           ierr=1
729        endif
730      enddo
[4843]731!      if (ierr==1) then
732!           abort_message = 'thermcellV0_main: les thermiques vont trop haut '
733!           CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
734!      endif
[1494]735
[972]736      if (prt_level.ge.1) print*,'14b OK convect8'
[878]737      do k=nlay,1,-1
738         do ig=1,ngrid
739            if (zqla(ig,k).gt.1e-10) then
740               nivcon(ig)=k
741               zcon(ig)=zlev(ig,k)
742            endif
743         enddo
744      enddo
[972]745      if (prt_level.ge.1) print*,'14c OK convect8'
[878]746!calcul des moments
747!initialisation
748      do l=1,nlay
749         do ig=1,ngrid
750            q2(ig,l)=0.
751            wth2(ig,l)=0.
752            wth3(ig,l)=0.
753            ratqscth(ig,l)=0.
754            ratqsdiff(ig,l)=0.
755         enddo
756      enddo     
[972]757      if (prt_level.ge.1) print*,'14d OK convect8'
[1146]758      if (prt_level.ge.10)write(lunout,*)                                &
759    &     'WARNING thermcell_main wth2=0. si zw2 > 1.e-10'
[878]760      do l=1,nlay
761         do ig=1,ngrid
762            zf=fraca(ig,l)
763            zf2=zf/(1.-zf)
[972]764!
[1403]765            thetath2(ig,l)=zf2*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))**2
[972]766            if(zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
767             wth2(ig,l)=zf2*(zw2(ig,l))**2
768            else
769             wth2(ig,l)=0.
770            endif
[878]771            wth3(ig,l)=zf2*(1-2.*fraca(ig,l))/(1-fraca(ig,l))  &
772     &                *zw2(ig,l)*zw2(ig,l)*zw2(ig,l)
[4678]773            q2(ig,l)=zf2*(zqta(ig,l)*1000.-p_o(ig,l)*1000.)**2
774!test: on calcul q2/p_o=ratqsc
775            ratqscth(ig,l)=sqrt(max(q2(ig,l),1.e-6)/(p_o(ig,l)*1000.))
[878]776         enddo
777      enddo
[1403]778!calcul des flux: q, thetal et thetav
779      do l=1,nlay
780         do ig=1,ngrid
[4678]781      wq(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-p_o(ig,l)*1000.)
[1403]782      wthl(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))
783      wthv(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))
784         enddo
[879]785      enddo
[1638]786
[878]787!calcul du ratqscdiff
[972]788      if (prt_level.ge.1) print*,'14e OK convect8'
[878]789      var=0.
790      vardiff=0.
791      ratqsdiff(:,:)=0.
[1494]792
[4089]793      do l=1,nlay
[1494]794         do ig=1,ngrid
795            if (l<=lalim(ig)) then
[878]796            var=var+alim_star(ig,l)*zqta(ig,l)*1000.
[1494]797            endif
[878]798         enddo
799      enddo
[1494]800
[972]801      if (prt_level.ge.1) print*,'14f OK convect8'
[1494]802
[4089]803      do l=1,nlay
[1494]804         do ig=1,ngrid
805            if (l<=lalim(ig)) then
806               zf=fraca(ig,l)
807               zf2=zf/(1.-zf)
808               vardiff=vardiff+alim_star(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-var)**2
809            endif
810         enddo
[878]811      enddo
[1494]812
[972]813      if (prt_level.ge.1) print*,'14g OK convect8'
[4089]814         do l=1,nlay
815            do ig=1,ngrid
[4678]816               ratqsdiff(ig,l)=sqrt(vardiff)/(p_o(ig,l)*1000.)   
[4089]817            enddo
818         enddo
[878]819      endif
820
[938]821      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main FIN  OK'
[878]822
[4692]823!print*,'thermcell_main fin'
[4094]824 RETURN
[4089]825      end subroutine thermcell_main
[878]826
[4089]827!=============================================================================
828!/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
829!=============================================================================
[4678]830      subroutine test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,long,ztv,p_o,ztva, &  ! in
[4089]831    &            zqla,f_star,zw2,comment)                          ! in
832!=============================================================================
[4590]833      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level
[938]834      IMPLICIT NONE
[878]835
[4089]836      integer i, k, ngrid,nlay
[4678]837      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: pplay,ztv,p_o,ztva,zqla
[4089]838      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: f_star,zw2
839      integer, intent(in), dimension(ngrid) :: long
[878]840      real seuil
841      character*21 comment
[4133]842
[4089]843      seuil=0.25
[878]844
[938]845      if (prt_level.ge.1) THEN
846       print*,'WARNING !!! TEST ',comment
847      endif
[879]848      return
849
[878]850!  test sur la hauteur des thermiques ...
[4089]851         do i=1,ngrid
[972]852!IMtemp           if (pplay(i,long(i)).lt.seuil*pplev(i,1)) then
853           if (prt_level.ge.10) then
[878]854               print*,'WARNING ',comment,' au point ',i,' K= ',long(i)
855               print*,'  K  P(MB)  THV(K)     Qenv(g/kg)THVA        QLA(g/kg)   F*        W2'
[4089]856               do k=1,nlay
[4678]857                  write(6,'(i3,7f10.3)') k,pplay(i,k),ztv(i,k),1000*p_o(i,k),ztva(i,k),1000*zqla(i,k),f_star(i,k),zw2(i,k)
[878]858               enddo
[972]859           endif
[878]860         enddo
861
862
863      return
864      end
865
[4089]866! nrlmd le 10/04/2012   Transport de la TKE par le thermique moyen pour la fermeture en ALP
867!                       On transporte pbl_tke pour donner therm_tke
[4143]868!                       Copie conforme de la subroutine DTKE dans physiq.F ecrite par Frederic Hourdin
[4089]869
870!=======================================================================
871!///////////////////////////////////////////////////////////////////////
872!=======================================================================
873
874      subroutine thermcell_tke_transport( &
875     &     ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,rg,pplev,  &   ! in
876     &     therm_tke_max)                                ! out
[4590]877      USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level
[1638]878      implicit none
879
880!=======================================================================
881!
882!   Calcul du transport verticale dans la couche limite en presence
883!   de "thermiques" explicitement representes
884!   calcul du dq/dt une fois qu'on connait les ascendances
885!
886!=======================================================================
887
[4089]888      integer ngrid,nlay
[1638]889
[4089]890      real, intent(in) :: ptimestep
891      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,pplev
892      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: entr0
893      real, intent(in) :: rg
894      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: therm_tke_max
895
[1638]896      real detr0(ngrid,nlay)
[4089]897      real masse0(ngrid,nlay)
[1638]898      real masse(ngrid,nlay),fm(ngrid,nlay+1)
899      real entr(ngrid,nlay)
900      real q(ngrid,nlay)
901      integer lev_out                           ! niveau pour les print
902
903      real qa(ngrid,nlay),detr(ngrid,nlay),wqd(ngrid,nlay+1)
904      integer ig,k
905
906
907      lev_out=0
908
909
910      if (prt_level.ge.1) print*,'Q2 THERMCEL_DQ 0'
911
912!   calcul du detrainement
913      do k=1,nlay
914         detr0(:,k)=fm0(:,k)-fm0(:,k+1)+entr0(:,k)
915         masse0(:,k)=(pplev(:,k)-pplev(:,k+1))/RG
916      enddo
917
918
919! Decalage vertical des entrainements et detrainements.
920      masse(:,1)=0.5*masse0(:,1)
921      entr(:,1)=0.5*entr0(:,1)
922      detr(:,1)=0.5*detr0(:,1)
923      fm(:,1)=0.
924      do k=1,nlay-1
925         masse(:,k+1)=0.5*(masse0(:,k)+masse0(:,k+1))
926         entr(:,k+1)=0.5*(entr0(:,k)+entr0(:,k+1))
927         detr(:,k+1)=0.5*(detr0(:,k)+detr0(:,k+1))
928         fm(:,k+1)=fm(:,k)+entr(:,k)-detr(:,k)
929      enddo
930      fm(:,nlay+1)=0.
931
932
933   q(:,:)=therm_tke_max(:,:)
934!!! nrlmd le 16/09/2010
935      do ig=1,ngrid
936         qa(ig,1)=q(ig,1)
937      enddo
938!!!
939
940    if (1==1) then
941      do k=2,nlay
942         do ig=1,ngrid
943            if ((fm(ig,k+1)+detr(ig,k))*ptimestep.gt.  &
944     &         1.e-5*masse(ig,k)) then
945         qa(ig,k)=(fm(ig,k)*qa(ig,k-1)+entr(ig,k)*q(ig,k))  &
946     &         /(fm(ig,k+1)+detr(ig,k))
947            else
948               qa(ig,k)=q(ig,k)
949            endif
950            if (qa(ig,k).lt.0.) then
951!               print*,'qa<0!!!'
952            endif
953            if (q(ig,k).lt.0.) then
954!               print*,'q<0!!!'
955            endif
956         enddo
957      enddo
958
959! Calcul du flux subsident
960
961      do k=2,nlay
962         do ig=1,ngrid
963            wqd(ig,k)=fm(ig,k)*q(ig,k)
964            if (wqd(ig,k).lt.0.) then
965!               print*,'wqd<0!!!'
966            endif
967         enddo
968      enddo
969      do ig=1,ngrid
970         wqd(ig,1)=0.
971         wqd(ig,nlay+1)=0.
972      enddo
973
974! Calcul des tendances
975      do k=1,nlay
976         do ig=1,ngrid
977            q(ig,k)=q(ig,k)+(detr(ig,k)*qa(ig,k)-entr(ig,k)*q(ig,k)  &
978     &               -wqd(ig,k)+wqd(ig,k+1))  &
979     &               *ptimestep/masse(ig,k)
980         enddo
981      enddo
982
983 endif
984
985   therm_tke_max(:,:)=q(:,:)
986
987      return
988!!! fin nrlmd le 10/04/2012
989     end
990
[4590]991END MODULE lmdz_thermcell_main
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.