Context Navigation

lmdz_thermcell_main.F90 @ 5512

Last change on this file since 5512 was 5512, checked in by yann meurdesoif, 42 hours ago

Implement GPU automatic port for :

Thermics
acama_gwd_rando
flott_gwd_rando

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

Line
1	MODULE lmdz_thermcell_main
2	! $Id: lmdz_thermcell_main.F90 5512 2025-01-28 18:07:51Z ymeurdesoif $
3	!
4	! A REGARDER !!!!!!!!!!!!!!!!!
5	! ATTENTION : zpspsk est inout et out mais c'est pas forcement pour de bonnes raisons (FH, 2023)
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
7	CONTAINS
8
9	subroutine thermcell_main(itap,ngrid,nlay,ptimestep &
10	& ,pplay,pplev,pphi,debut &
11	& ,puwind,pvwind,ptemp,p_o,ptemp_env, po_env &
12	& ,pduadj,pdvadj,pdtadj,pdoadj &
13	& ,fm0,entr0,detr0,zqta,zqla,lmax &
14	& ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth &
15	& ,zmax0, f0,zw2,fraca,ztv &
16	& ,zpspsk,ztla,zthl,ztva &
17	& ,pcon,rhobarz,wth3,wmax_sec,lalim,fm,alim_star,zmax,zcong &
18	#ifdef ISO
19	& ,xtpo,xtpdoadj &
20	#endif
21	& )
22
23
24
25	! USE necessaires pour les lignes importees de thermcell_env
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
29	USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: iflag_thermals_tenv
30	USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: RD,RG
31
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
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
48	#ifdef ISO
49	USE infotrac_phy, ONLY : ntiso
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
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	!
66	! Reecriture a partir d'un listing papier a Habas, le 14/02/00
67	!
68	! le thermique est suppose homogene et dissipe par melange avec
69	! son environnement. la longueur l_mix controle l'efficacite du
70	! melange
71	!
72	! Le calcul du transport des differentes especes se fait en prenant
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	!
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	!
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	!
104	!=======================================================================
105
106
107	!-----------------------------------------------------------------------
108	! declarations:
109	! -------------
110
111
112	! arguments:
113	! ----------
114	integer, intent(in) :: itap,ngrid,nlay
115	real, intent(in) :: ptimestep
116	real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: ptemp,puwind,pvwind,pplay,pphi,ptemp_env,po_env
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
119	real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: zpspsk
120	real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1) :: pplev
121	integer, intent(out), dimension(ngrid) :: lmax
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
125	real, intent(inout), dimension(ngrid) :: zmax0,f0
126	real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ztva,ztv
127	logical, intent(in) :: debut
128	real,intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ratqscth,ratqsdiff
129
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
136	real, intent(out), dimension(ngrid) :: zmax,zcong
137
138	! local:
139	! ------
140
141
142	integer, parameter :: igout=1
143	integer, parameter :: lunout1=6
144	integer, parameter :: lev_out=10
145
146	real lambda, zf,zf2,var,vardiff,CHI
147	integer ig,k,l,ierr,ll
148	logical sorties
149	real, dimension(ngrid) :: linter,zmix, zmax_sec,lintercong
150	integer,dimension(ngrid) :: lmin,lmix,lmix_bis,nivcon, lcong
151	real, dimension(ngrid,nlay) :: ztva_est
152	real, dimension(ngrid,nlay) :: deltaz,zlay,zdthladj,zu,zv,z_o,zl,zva,zua,z_oa
153	real, dimension(ngrid,nlay) :: ztemp_env ! temperarure liquide de l'environnement
154	real, dimension(ngrid,nlay) :: zta,zha,q2,wq,wthl,wthv,thetath2,wth2
155	real, dimension(ngrid,nlay) :: rho,masse
156	real, dimension(ngrid,nlay+1) :: zw_est,zlev
157	real, dimension(ngrid) :: wmax,wmax_tmp
158	real, dimension(ngrid,nlay+1) :: f_star
159	real, dimension(ngrid,nlay) :: entr,detr,entr_star,detr_star,alim_star_clos
160	real, dimension(ngrid,nlay) :: zqsat,csc
161	real, dimension(ngrid) :: zcon,zcon2,alim_star_tot,f
162	real, dimension(ngrid,nlay) :: entrdn,detrdn
163	logical, dimension(ngrid,nlay) :: mask
164
165	character (len=20), parameter :: modname='thermcell_main'
166	character (len=80) :: abort_message
167
168
169	#ifdef ISO
170	REAL xtpo(ntiso,ngrid,nlay),xtpdoadj(ntiso,ngrid,nlay)
171	REAL xtzo(ntiso,ngrid,nlay)
172	REAL xtpdoadj_tmp(ngrid,nlay)
173	REAL xtpo_tmp(ngrid,nlay)
174	REAL xtzo_tmp(ngrid,nlay)
175	integer ixt
176	#endif
177
178	!
179
180	!-----------------------------------------------------------------------
181	! initialisation:
182	! ---------------
183	!
184	fm=0. ; entr=0. ; detr=0.
185
186	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main V4'
187
188	sorties=.true.
189	IF(ngrid.NE.ngrid) THEN
190	PRINT*,'STOP dans convadj'
191	PRINT*,'ngrid =',ngrid
192	PRINT*,'ngrid =',ngrid
193	ENDIF
194	!
195	!print*,'thermcell_main debut'
196	! write(lunout,*)'WARNING thermcell_main f0=max(f0,1.e-2)'
197	do ig=1,ngrid
198	f0(ig)=max(f0(ig),1.e-2)
199	zmax0(ig)=max(zmax0(ig),40.)
200	!IMmarche pas ?! if (f0(ig)<1.e-2) f0(ig)=1.e-2
201	enddo
202
203	if (prt_level.ge.20) then
204	do ig=1,ngrid
205	print*,'th_main ig f0',ig,f0(ig)
206	enddo
207	endif
208
209	!-----------------------------------------------------------------------
210	! Calcul de T,q,ql a partir de Tl et qT dans l environnement
211	! --------------------------------------------------------------------
212	!
213	! On condense l'eau liquide si besoin.
214	! En fait on arrive ici d'habitude (jusque 6A) après réévaporation
215	! Dans une nouvelle mouture, on passe les profiles
216	! avant la couche limite : iflag_thermals_tenv=1
217	! dés le début de la physique : iflag_thermals_tenv=2
218	! Mais même pour 2) on ne veut sans doute pas réévaporer.
219	! On veut comparer thetav dans le thermique, après condensation,
220	! avec le theta_v effectif de l'environnement.
221
222	if (iflag_thermals_tenv - 10 * ( iflag_thermals_tenv / 10 ) == 0) then
223
224	CALL thermcell_env(ngrid,nlay,p_o,ptemp_env,puwind,pvwind,pplay, &
225	& pplev,z_o,ztemp_env,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,zqsat,lcong,lintercong,lev_out)
226
227	else
228
229	! Chantier en cours : ne pas effacer (Fredho). 15 septembre 2023
230	! Dans la version originale de thermcell_env, on condense l'eau de l'environnement
231	! pour calculer une temperature potentielle liquide.
232	! On en déduit un Theta v.
233
234	! ...
235	! contenu de thermcell_env
236	! SUBROUTINE thermcell_env(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay, &
237	! & pplev,zo,zh,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,pqsat,lev_out)
238	! contenu thermcell_env : call thermcell_qsat(ngrid, nlay,mask,pplev,pt,po,pqsat)
239	! contenu thermcell_env : do ll=1,nlay
240	! contenu thermcell_env : do ig=1,ngrid
241	! contenu thermcell_env : zl(ig,ll) = max(0.,po(ig,ll)-pqsat(ig,ll))
242	! contenu thermcell_env : zh(ig,ll) = pt(ig,ll)+RLvCp*zl(ig,ll) ! T = Tl + Lv/Cp ql
243	! contenu thermcell_env : zo(ig,ll) = po(ig,ll)-zl(ig,ll)
244	! contenu thermcell_env : enddo
245	! contenu thermcell_env : enddo
246	! contenu thermcell_env : do ll=1,nlay
247	! contenu thermcell_env : do ig=1,ngrid
248	! contenu thermcell_env : zpspsk(ig,ll)=(pplay(ig,ll)/100000.)**RKAPPA
249	! contenu thermcell_env : zu(ig,ll)=pu(ig,ll)
250	! contenu thermcell_env : zv(ig,ll)=pv(ig,ll)
251	! contenu thermcell_env : ztv(ig,ll)=zh(ig,ll)/zpspsk(ig,ll)
252	! contenu thermcell_env : ztv(ig,ll)=ztv(ig,ll)(1.+RETV(zo(ig,ll))-zl(ig,ll))
253	! contenu thermcell_env : zthl(ig,ll)=pt(ig,ll)/zpspsk(ig,ll)
254	! contenu thermcell_env : enddo
255	! contenu thermcell_env : enddo
256
257	do l=1,nlay
258	do ig=1,ngrid
259	zl(ig,l)=0.
260	zu(ig,l)=puwind(ig,l)
261	zv(ig,l)=pvwind(ig,l)
262	ztemp_env(ig,l)=ptemp_env(ig,l)
263	zpspsk(ig,l)=(pplay(ig,l)/100000.)**RKAPPA
264	ztv(ig,l)=ztemp_env(ig,l)/zpspsk(ig,l)
265	ztv(ig,l)=ztv(ig,l)(1.+RETVpo_env(ig,l))
266	zthl(ig,l)=ptemp(ig,l)/zpspsk(ig,l)
267	mask(ig,l)=.true.
268	enddo
269	enddo
270	call thermcell_qsat(ngrid, nlay, mask,pplev,ptemp_env,p_o,zqsat)
271
272	endif
273
274	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_env'
275
276	!------------------------------------------------------------------------
277	! --------------------
278	!
279	!
280	! + + + + + + + + + + +
281	!
282	!
283	! wa, fraca, wd, fracd -------------------- zlev(2), rhobarz
284	! wh,wt,wo ...
285	!
286	! + + + + + + + + + + + zh,zu,zv,z_o,rho
287	!
288	!
289	! -------------------- zlev(1)
290	! \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
291	!
292	!
293
294	!-----------------------------------------------------------------------
295	! Calcul des altitudes des couches
296	!-----------------------------------------------------------------------
297
298	do l=2,nlay
299	zlev(:,l)=0.5*(pphi(:,l)+pphi(:,l-1))/RG
300	enddo
301	zlev(:,1)=0.
302	zlev(:,nlay+1)=(2.*pphi(:,nlay)-pphi(:,nlay-1))/RG
303	do l=1,nlay
304	zlay(:,l)=pphi(:,l)/RG
305	enddo
306	do l=1,nlay
307	deltaz(:,l)=zlev(:,l+1)-zlev(:,l)
308	enddo
309
310	!-----------------------------------------------------------------------
311	! Calcul des densites et masses
312	!-----------------------------------------------------------------------
313
314	rho(:,:)=pplay(:,:)/(zpspsk(:,:)RDztv(:,:))
315	if (prt_level.ge.10) write(lunout,*) 'WARNING thermcell_main rhobarz(:,1)=rho(:,1)'
316	rhobarz(:,1)=rho(:,1)
317	do l=2,nlay
318	rhobarz(:,l)=0.5*(rho(:,l)+rho(:,l-1))
319	enddo
320	do l=1,nlay
321	masse(:,l)=(pplev(:,l)-pplev(:,l+1))/RG
322	enddo
323	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres initialisation'
324
325	!------------------------------------------------------------------
326	!
327	! /\|\
328	! -------- \| F_k+1 -------
329	! ----> D_k
330	! /\|\ <---- E_k , A_k
331	! -------- \| F_k ---------
332	! ----> D_k-1
333	! <---- E_k-1 , A_k-1
334	!
335	!
336	!
337	!
338	!
339	! ---------------------------
340	!
341	! ----- F_lmax+1=0 ---------- \
342	! lmax (zmax) \|
343	! --------------------------- \|
344	! \|
345	! --------------------------- \|
346	! \|
347	! --------------------------- \|
348	! \|
349	! --------------------------- \|
350	! \|
351	! --------------------------- \|
352	! \| E
353	! --------------------------- \| D
354	! \|
355	! --------------------------- \|
356	! \|
357	! --------------------------- \ \|
358	! lalim \| \|
359	! --------------------------- \| \|
360	! \| \|
361	! --------------------------- \| \|
362	! \| A \|
363	! --------------------------- \| \|
364	! \| \|
365	! --------------------------- \| \|
366	! lmin (=1 pour le moment) \| \|
367	! ----- F_lmin=0 ------------ / /
368	!
369	! ---------------------------
370	! //////////////////////////
371	!
372	!
373	!=============================================================================
374	! Calculs initiaux ne faisant pas intervenir les changements de phase
375	!=============================================================================
376
377	!------------------------------------------------------------------
378	! 1. alim_star est le profil vertical de l'alimentation a la base du
379	! panache thermique, calcule a partir de la flotabilite de l'air sec
380	! 2. lmin et lalim sont les indices inferieurs et superieurs de alim_star
381	!------------------------------------------------------------------
382	!
383	entr_star=0. ; detr_star=0. ; alim_star=0. ; alim_star_tot=0.
384	lmin=1
385
386	!-----------------------------------------------------------------------------
387	! 3. wmax_sec et zmax_sec sont les vitesses et altitudes maximum d'un
388	! panache sec conservatif (e=d=0) alimente selon alim_star
389	! Il s'agit d'un calcul de type CAPE
390	! zmax_sec est utilise pour determiner la geometrie du thermique.
391	!------------------------------------------------------------------------------
392	!---------------------------------------------------------------------------------
393	!calcul du melange et des variables dans le thermique
394	!--------------------------------------------------------------------------------
395	!
396	if (prt_level.ge.1) print*,'avant thermcell_plume ',lev_out
397
398	!=====================================================================
399	! Old version of thermcell_plume in thermcell_plume_6A.F90
400	! It includes both thermcell_plume_6A and thermcell_plume_5B corresponding
401	! to the 5B and 6A versions used for CMIP5 and CMIP6.
402	! The latest was previously named thermcellV1_plume.
403	! The new thermcell_plume is a clean version (removing obsolete
404	! options) of thermcell_plume_6A.
405	! The 3 versions are controled by
406	! flag_thermals_ed <= 9 thermcell_plume_6A
407	! <= 19 thermcell_plume_5B
408	! else thermcell_plume (default 20 for convergence with 6A)
409	! Fredho
410	!=====================================================================
411
412	if (iflag_thermals_ed<=9) then
413	! print*,'THERM NOUVELLE/NOUVELLE Arnaud'
414	CALL thermcell_plume_6A(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,p_o,zl,rhobarz,&
415	& zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot, &
416	& lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva, &
417	& ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
418	& ,lev_out,lunout1,igout)
419
420	elseif (iflag_thermals_ed<=19) then
421	! print*,'THERM RIO et al 2010, version d Arnaud'
422	CALL thermcell_plume_5B(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,p_o,zl,rhobarz,&
423	& zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot, &
424	& lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva, &
425	& ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
426	& ,lev_out,lunout1,igout)
427	else
428	CALL thermcell_plume(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,p_o,zl,rhobarz,&
429	& zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot, &
430	& lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva, &
431	& ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
432	& ,lev_out,lunout1,igout)
433	endif
434
435	if (prt_level.ge.1) print*,'apres thermcell_plume ',lev_out
436
437	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lalim ')
438	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lmix ')
439
440	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_plume'
441	if (prt_level.ge.10) then
442	write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 2'
443	write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
444	write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
445	write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
446	write(lunout1,'(i6,i4,4e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l),entr_star(igout,l),detr_star(igout,l) &
447	& ,f_star(igout,l+1),l=1,nint(linter(igout))+5)
448	endif
449
450	!-------------------------------------------------------------------------------
451	! Calcul des caracteristiques du thermique:zmax,zmix,wmax
452	!-------------------------------------------------------------------------------
453	!
454	CALL thermcell_height(ngrid,nlay,lalim,lmin,linter,lcong,lintercong,lmix,zw2, &
455	& zlev,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax,zcong)
456	! Attention, w2 est transforme en sa racine carree dans cette routine
457	! Le probleme vient du fait que linter et lmix sont souvent egaux a 1.
458	wmax_tmp=0.
459	do l=1,nlay
460	wmax_tmp(:)=max(wmax_tmp(:),zw2(:,l))
461	enddo
462	! print*,"ZMAX ",lalim,lmin,linter,lmix,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax
463
464
465
466	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lalim ')
467	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmin ')
468	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmix ')
469	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmax ')
470
471	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_height'
472
473	!-------------------------------------------------------------------------------
474	! Fermeture,determination de f
475	!-------------------------------------------------------------------------------
476	!
477	!
478	CALL thermcell_dry(ngrid,nlay,zlev,pphi,ztv,alim_star, &
479	& lalim,lmin,zmax_sec,wmax_sec)
480
481
482	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry lmin ')
483	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry lalim ')
484
485	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_dry'
486	if (prt_level.ge.10) then
487	write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 1b'
488	write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
489	write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
490	write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
491	write(lunout1,'(i6,i4,e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l) &
492	& ,l=1,lalim(igout)+4)
493	endif
494
495
496
497
498	! Choix de la fonction d'alimentation utilisee pour la fermeture.
499	! Apparemment sans importance
500	alim_star_clos(:,:)=alim_star(:,:)
501	alim_star_clos(:,:)=entr_star(:,:)+alim_star(:,:)
502	!
503	!CR Appel de la fermeture seche
504	if (iflag_thermals_closure.eq.1) then
505
506	CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho, &
507	& zlev,lalim,alim_star_clos,zmax_sec,wmax_sec,f)
508
509	!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
510	! Appel avec les zmax et wmax tenant compte de la condensation
511	! Semble moins bien marcher
512	else if (iflag_thermals_closure.eq.2) then
513
514	CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho, &
515	& zlev,lalim,alim_star,zmax,wmax,f)
516
517
518	endif
519
520	!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
521
522	if(prt_level.ge.1)print*,'thermcell_closure apres thermcell_closure'
523
524	if (tau_thermals>1.) then
525	lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
526	f0=(1.-lambda)f+lambdaf0
527	else
528	f0=f
529	endif
530
531	! Test valable seulement en 1D mais pas genant
532	if (.not. (f0(1).ge.0.) ) then
533	abort_message = '.not. (f0(1).ge.0.)'
534	CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
535	endif
536
537	!-------------------------------------------------------------------------------
538	!deduction des flux
539
540	CALL thermcell_flux2(ngrid,nlay,ptimestep,masse, &
541	& lalim,lmax,alim_star, &
542	& entr_star,detr_star,f,rhobarz,zlev,zw2,fm,entr, &
543	& detr,zqla,lev_out,lunout1,igout)
544
545	!IM 060508 & detr,zqla,zmax,lev_out,lunout,igout)
546
547	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_flux'
548	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lalim ')
549	call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,p_o,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lmax ')
550
551	!------------------------------------------------------------------
552	! On ne prend pas directement les profils issus des calculs precedents
553	! mais on s'autorise genereusement une relaxation vers ceci avec
554	! une constante de temps tau_thermals (typiquement 1800s).
555	!------------------------------------------------------------------
556
557	if (tau_thermals>1.) then
558	lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
559	fm0=(1.-lambda)fm+lambdafm0
560	entr0=(1.-lambda)entr+lambdaentr0
561	detr0=(1.-lambda)detr+lambdadetr0
562	else
563	fm0=fm
564	entr0=entr
565	detr0=detr
566	endif
567
568	!------------------------------------------------------------------
569	! Calcul de la fraction de l'ascendance
570	!------------------------------------------------------------------
571	do ig=1,ngrid
572	fraca(ig,1)=0.
573	fraca(ig,nlay+1)=0.
574	enddo
575	do l=2,nlay
576	do ig=1,ngrid
577	if (zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
578	fraca(ig,l)=fm(ig,l)/(rhobarz(ig,l)*zw2(ig,l))
579	else
580	fraca(ig,l)=0.
581	endif
582	enddo
583	enddo
584
585	!c------------------------------------------------------------------
586	! calcul du transport vertical
587	!------------------------------------------------------------------
588	IF (iflag_thermals_down .GT. 0) THEN
589	if (debut) print*,'WARNING !!! routine thermcell_down en cours de developpement'
590	entrdn=fact_thermals_down*detr0
591	detrdn=fact_thermals_down*entr0
592	! we want to transport potential temperature, total water and momentum
593	CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zthl,zdthladj)
594	CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,p_o,pdoadj)
595	CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zu,pduadj)
596	CALL thermcell_updown_dq(ngrid,nlay,ptimestep,lmax,entr0,detr0,entrdn,detrdn,masse,zv,pdvadj)
597	ELSE
598	!--------------------------------------------------------------
599
600	! Temperature potentielle liquide effectivement mélangée par les thermiques
601	do ll=1,nlay
602	do ig=1,ngrid
603	zthl(ig,ll)=ptemp(ig,ll)/zpspsk(ig,ll)
604	enddo
605	enddo
606	call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse, &
607	& zthl,zdthladj,zta,lev_out)
608
609	do ll=1,nlay
610	do ig=1,ngrid
611	z_o(ig,ll)=p_o(ig,ll)
612	enddo
613	enddo
614	call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse, &
615	& z_o,pdoadj,z_oa,lev_out)
616
617	#ifdef ISO
618	! C Risi: on utilise directement la meme routine
619	do ixt=1,ntiso
620	do ll=1,nlay
621	DO ig=1,ngrid
622	xtpo_tmp(ig,ll)=xtpo(ixt,ig,ll)
623	xtzo_tmp(ig,ll)=xtzo(ixt,ig,ll)
624	enddo
625	enddo
626	call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse, &
627	& xtpo_tmp,xtpdoadj_tmp,xtzo_tmp,lev_out)
628	do ll=1,nlay
629	DO ig=1,ngrid
630	xtpdoadj(ixt,ig,ll)=xtpdoadj_tmp(ig,ll)
631	enddo
632	enddo
633	enddo
634	#endif
635
636	#ifdef ISO
637	#ifdef ISOVERIF
638	DO ll=1,nlay
639	DO ig=1,ngrid
640	if (iso_eau.gt.0) then
641	call iso_verif_egalite(xtpo(iso_eau,ig,ll), &
642	& p_o(ig,ll),'thermcell_main 594')
643	call iso_verif_egalite(xtpdoadj(iso_eau,ig,ll), &
644	& pdoadj(ig,ll),'thermcell_main 596')
645	endif
646	if (iso_HDO.gt.0) then
647	call iso_verif_aberrant_encadre(xtpo(iso_hdo,ig,ll) &
648	& /p_o(ig,ll),'thermcell_main 610')
649	endif
650	enddo
651	enddo !DO ll=1,nlay
652	write(,) 'thermcell_main 600 tmp: apres thermcell_dq'
653	#endif
654	#endif
655
656
657	!------------------------------------------------------------------
658	! calcul du transport vertical du moment horizontal
659	!------------------------------------------------------------------
660
661	!IM 090508
662	if (dvdq == 0 ) then
663
664	! Calcul du transport de V tenant compte d'echange par gradient
665	! de pression horizontal avec l'environnement
666
667	call thermcell_dv2(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse &
668	! & ,fraca*dvdq,zmax &
669	& ,fraca,zmax &
670	& ,zu,zv,pduadj,pdvadj,zua,zva,lev_out)
671
672	else
673
674	! calcul purement conservatif pour le transport de V
675	call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse &
676	& ,zu,pduadj,zua,lev_out)
677	call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse &
678	& ,zv,pdvadj,zva,lev_out)
679
680	endif
681	ENDIF
682
683	! print*,'13 OK convect8'
684	do l=1,nlay
685	do ig=1,ngrid
686	pdtadj(ig,l)=zdthladj(ig,l)*zpspsk(ig,l)
687	enddo
688	enddo
689
690	if (prt_level.ge.1) print*,'14 OK convect8'
691	!------------------------------------------------------------------
692	! Calculs de diagnostiques pour les sorties
693	!------------------------------------------------------------------
694	!calcul de fraca pour les sorties
695
696	if (sorties) then
697	if (prt_level.ge.1) print*,'14a OK convect8'
698	! calcul du niveau de condensation
699	! initialisation
700	do ig=1,ngrid
701	nivcon(ig)=0
702	zcon(ig)=0.
703	enddo
704	!nouveau calcul
705	do ig=1,ngrid
706	! WARNING !!! verifier que c'est bien ztemp_env qu'on veut là
707	CHI=ztemp_env(ig,1)/(1669.0-122.0*z_o(ig,1)/zqsat(ig,1)-ztemp_env(ig,1))
708	pcon(ig)=pplay(ig,1)(z_o(ig,1)/zqsat(ig,1))*CHI
709	enddo
710	!IM do k=1,nlay
711	do k=1,nlay-1
712	do ig=1,ngrid
713	if ((pcon(ig).le.pplay(ig,k)) &
714	& .and.(pcon(ig).gt.pplay(ig,k+1))) then
715	zcon2(ig)=zlay(ig,k)-(pcon(ig)-pplay(ig,k))/(RG*rho(ig,k))/100.
716	endif
717	enddo
718	enddo
719	!IM
720	ierr=0
721	do ig=1,ngrid
722	if (pcon(ig).le.pplay(ig,nlay)) then
723	zcon2(ig)=zlay(ig,nlay)-(pcon(ig)-pplay(ig,nlay))/(RG*rho(ig,nlay))/100.
724	ierr=1
725	endif
726	enddo
727	! if (ierr==1) then
728	! abort_message = 'thermcellV0_main: les thermiques vont trop haut '
729	! CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
730	! endif
731
732	if (prt_level.ge.1) print*,'14b OK convect8'
733	do k=nlay,1,-1
734	do ig=1,ngrid
735	if (zqla(ig,k).gt.1e-10) then
736	nivcon(ig)=k
737	zcon(ig)=zlev(ig,k)
738	endif
739	enddo
740	enddo
741	if (prt_level.ge.1) print*,'14c OK convect8'
742	!calcul des moments
743	!initialisation
744	do l=1,nlay
745	do ig=1,ngrid
746	q2(ig,l)=0.
747	wth2(ig,l)=0.
748	wth3(ig,l)=0.
749	ratqscth(ig,l)=0.
750	ratqsdiff(ig,l)=0.
751	enddo
752	enddo
753	if (prt_level.ge.1) print*,'14d OK convect8'
754	if (prt_level.ge.10)write(lunout,*) &
755	& 'WARNING thermcell_main wth2=0. si zw2 > 1.e-10'
756	do l=1,nlay
757	do ig=1,ngrid
758	zf=fraca(ig,l)
759	zf2=zf/(1.-zf)
760	!
761	thetath2(ig,l)=zf2(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))*2
762	if(zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
763	wth2(ig,l)=zf2(zw2(ig,l))*2
764	else
765	wth2(ig,l)=0.
766	endif
767	wth3(ig,l)=zf2(1-2.fraca(ig,l))/(1-fraca(ig,l)) &
768	& zw2(ig,l)zw2(ig,l)*zw2(ig,l)
769	q2(ig,l)=zf2(zqta(ig,l)1000.-p_o(ig,l)1000.)*2
770	!test: on calcul q2/p_o=ratqsc
771	ratqscth(ig,l)=sqrt(max(q2(ig,l),1.e-6)/(p_o(ig,l)*1000.))
772	enddo
773	enddo
774	!calcul des flux: q, thetal et thetav
775	do l=1,nlay
776	do ig=1,ngrid
777	wq(ig,l)=fraca(ig,l)zw2(ig,l)(zqta(ig,l)1000.-p_o(ig,l)1000.)
778	wthl(ig,l)=fraca(ig,l)zw2(ig,l)(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))
779	wthv(ig,l)=fraca(ig,l)zw2(ig,l)(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))
780	enddo
781	enddo
782
783	!calcul du ratqscdiff
784	if (prt_level.ge.1) print*,'14e OK convect8'
785	var=0.
786	vardiff=0.
787	ratqsdiff(:,:)=0.
788
789	do l=1,nlay
790	do ig=1,ngrid
791	if (l<=lalim(ig)) then
792	var=var+alim_star(ig,l)zqta(ig,l)1000.
793	endif
794	enddo
795	enddo
796
797	if (prt_level.ge.1) print*,'14f OK convect8'
798
799	do l=1,nlay
800	do ig=1,ngrid
801	if (l<=lalim(ig)) then
802	zf=fraca(ig,l)
803	zf2=zf/(1.-zf)
804	vardiff=vardiff+alim_star(ig,l)(zqta(ig,l)1000.-var)**2
805	endif
806	enddo
807	enddo
808
809	if (prt_level.ge.1) print*,'14g OK convect8'
810	do l=1,nlay
811	do ig=1,ngrid
812	ratqsdiff(ig,l)=sqrt(vardiff)/(p_o(ig,l)*1000.)
813	enddo
814	enddo
815	endif
816
817	if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main FIN OK'
818
819	!print*,'thermcell_main fin'
820	RETURN
821	end subroutine thermcell_main
822
823	!=============================================================================
824	!/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
825	!=============================================================================
826	subroutine test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,long,ztv,p_o,ztva, & ! in
827	& zqla,f_star,zw2,comment) ! in
828	!=============================================================================
829	USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level
830	IMPLICIT NONE
831
832	integer i, k, ngrid,nlay
833	real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: pplay,ztv,p_o,ztva,zqla
834	real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: f_star,zw2
835	integer, intent(in), dimension(ngrid) :: long
836	real seuil
837	character*21 comment
838
839	seuil=0.25
840
841	if (prt_level.ge.1) THEN
842	print*,'WARNING !!! TEST ',comment
843	endif
844	return
845
846	! test sur la hauteur des thermiques ...
847	do i=1,ngrid
848	!IMtemp if (pplay(i,long(i)).lt.seuil*pplev(i,1)) then
849	if (prt_level.ge.10) then
850	print*,'WARNING ',comment,' au point ',i,' K= ',long(i)
851	print,' K P(MB) THV(K) Qenv(g/kg)THVA QLA(g/kg) F W2'
852	do k=1,nlay
853	write(6,'(i3,7f10.3)') k,pplay(i,k),ztv(i,k),1000p_o(i,k),ztva(i,k),1000zqla(i,k),f_star(i,k),zw2(i,k)
854	enddo
855	endif
856	enddo
857
858
859	return
860	end subroutine test_ltherm
861
862	! nrlmd le 10/04/2012 Transport de la TKE par le thermique moyen pour la fermeture en ALP
863	! On transporte pbl_tke pour donner therm_tke
864	! Copie conforme de la subroutine DTKE dans physiq.F ecrite par Frederic Hourdin
865
866	!=======================================================================
867	!///////////////////////////////////////////////////////////////////////
868	!=======================================================================
869
870	subroutine thermcell_tke_transport( &
871	& ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,rg,pplev, & ! in
872	& therm_tke_max) ! out
873	USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level
874	implicit none
875
876	!=======================================================================
877	!
878	! Calcul du transport verticale dans la couche limite en presence
879	! de "thermiques" explicitement representes
880	! calcul du dq/dt une fois qu'on connait les ascendances
881	!
882	!=======================================================================
883
884	integer ngrid,nlay
885
886	real, intent(in) :: ptimestep
887	real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,pplev
888	real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: entr0
889	real, intent(in) :: rg
890	real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: therm_tke_max
891
892	real detr0(ngrid,nlay)
893	real masse0(ngrid,nlay)
894	real masse(ngrid,nlay),fm(ngrid,nlay+1)
895	real entr(ngrid,nlay)
896	real q(ngrid,nlay)
897	integer lev_out ! niveau pour les print
898
899	real qa(ngrid,nlay),detr(ngrid,nlay),wqd(ngrid,nlay+1)
900	integer ig,k
901
902
903	lev_out=0
904
905
906	if (prt_level.ge.1) print*,'Q2 THERMCEL_DQ 0'
907
908	! calcul du detrainement
909	do k=1,nlay
910	detr0(:,k)=fm0(:,k)-fm0(:,k+1)+entr0(:,k)
911	masse0(:,k)=(pplev(:,k)-pplev(:,k+1))/RG
912	enddo
913
914
915	! Decalage vertical des entrainements et detrainements.
916	masse(:,1)=0.5*masse0(:,1)
917	entr(:,1)=0.5*entr0(:,1)
918	detr(:,1)=0.5*detr0(:,1)
919	fm(:,1)=0.
920	do k=1,nlay-1
921	masse(:,k+1)=0.5*(masse0(:,k)+masse0(:,k+1))
922	entr(:,k+1)=0.5*(entr0(:,k)+entr0(:,k+1))
923	detr(:,k+1)=0.5*(detr0(:,k)+detr0(:,k+1))
924	fm(:,k+1)=fm(:,k)+entr(:,k)-detr(:,k)
925	enddo
926	fm(:,nlay+1)=0.
927
928
929	q(:,:)=therm_tke_max(:,:)
930	!!! nrlmd le 16/09/2010
931	do ig=1,ngrid
932	qa(ig,1)=q(ig,1)
933	enddo
934	!!!
935
936	if (1==1) then
937	do k=2,nlay
938	do ig=1,ngrid
939	if ((fm(ig,k+1)+detr(ig,k))*ptimestep.gt. &
940	& 1.e-5*masse(ig,k)) then
941	qa(ig,k)=(fm(ig,k)qa(ig,k-1)+entr(ig,k)q(ig,k)) &
942	& /(fm(ig,k+1)+detr(ig,k))
943	else
944	qa(ig,k)=q(ig,k)
945	endif
946	if (qa(ig,k).lt.0.) then
947	! print*,'qa<0!!!'
948	endif
949	if (q(ig,k).lt.0.) then
950	! print*,'q<0!!!'
951	endif
952	enddo
953	enddo
954
955	! Calcul du flux subsident
956
957	do k=2,nlay
958	do ig=1,ngrid
959	wqd(ig,k)=fm(ig,k)*q(ig,k)
960	if (wqd(ig,k).lt.0.) then
961	! print*,'wqd<0!!!'
962	endif
963	enddo
964	enddo
965	do ig=1,ngrid
966	wqd(ig,1)=0.
967	wqd(ig,nlay+1)=0.
968	enddo
969
970	! Calcul des tendances
971	do k=1,nlay
972	do ig=1,ngrid
973	q(ig,k)=q(ig,k)+(detr(ig,k)qa(ig,k)-entr(ig,k)q(ig,k) &
974	& -wqd(ig,k)+wqd(ig,k+1)) &
975	& *ptimestep/masse(ig,k)
976	enddo
977	enddo
978
979	endif
980
981	therm_tke_max(:,:)=q(:,:)
982
983	return
984	!!! fin nrlmd le 10/04/2012
985	end subroutine thermcell_tke_transport
986
987	END MODULE lmdz_thermcell_main

Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.

Download in other formats:

Original Format