source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/lsc_scav.f90 @ 5285

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As discussed internally, remove generic ONLY: ... for new _mod_h modules
  • 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
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Line 
1!$Id $
2
3SUBROUTINE lsc_scav(pdtime,it,iflag_lscav, aerosol,  &
4                    oliq,flxr,flxs,rneb,beta_fisrt,  &
5                    beta_v1,pplay,paprs,t,tr_seri,   &
6                    d_tr_insc,d_tr_bcscav,d_tr_evap,qPrls)
7  USE ioipsl
8  USE dimphy
9  USE mod_grid_phy_lmdz
10  USE mod_phys_lmdz_para
11  USE traclmdz_mod
12  USE infotrac_phy,ONLY : nbtr
13  USE iophy
14  USE yomcst_mod_h
15IMPLICIT NONE
16!=====================================================================
17! Objet : depot humide (lessivage et evaporation) de traceurs
18! Inspired by routines of Olivier Boucher (mars 1998)
19! author R. Pilon 10 octobre 2012
20! last modification 16/01/2013 (reformulation partie evaporation)
21!=====================================================================
22
23  include "chem.h"
24
25  include "YOECUMF.h"
26
27! inputs
28  REAL,INTENT(IN)                        :: pdtime ! time step (s)
29  INTEGER,INTENT(IN)                     :: it     ! tracer number
30  INTEGER,INTENT(IN)                     :: iflag_lscav ! LS scavenging param: 3=Reddy_Boucher2004, 4=3+RPilon.
31  REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: flxr     ! flux precipitant de pluie
32  REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: flxs     ! flux precipitant de neige
33  REAL,INTENT(IN)                        :: oliq ! contenu en eau liquide dans le nuage (kg/kg)
34  REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: rneb
35  REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: pplay    ! pression
36  REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: paprs    ! pression
37  REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: t        ! temperature
38! tracers
39  LOGICAL,DIMENSION(nbtr), INTENT(IN)         :: aerosol
40  REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(IN)   :: tr_seri        ! q de traceur 
41  REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)        :: beta_fisrt     ! taux de conversion de l'eau cond
42  REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(OUT)       :: beta_v1        ! -- (originale version)
43  REAL,DIMENSION(klon)                        :: his_dh         ! tendance de traceur integre verticalement
44  REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(OUT)  :: d_tr_insc      ! tendance du traceur
45  REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(OUT)  :: d_tr_bcscav  ! tendance de traceur
46  REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(OUT)  :: d_tr_evap
47  REAL,DIMENSION(klon,nbtr),INTENT(OUT)       :: qPrls      !jyg: concentration tra dans pluie LS a la surf.
48  REAL :: dxin,dxev                              ! tendance temporaire de traceur incloud
49  REAL,DIMENSION(klon,klev) :: dxbc       ! tendance temporaire de traceur bc
50
51!  variables locales     
52 LOGICAL,SAVE :: debut=.TRUE.
53!$OMP THREADPRIVATE(debut)
54!
55  REAL,PARAMETER :: henry=1.4  ! constante de Henry en mol/l/atm ~1.4 for gases
56  REAL           :: henry_t    !  constante de Henry a T t  (mol/l/atm)
57  REAL,PARAMETER :: kk=2900.   ! coefficient de dependence en T (K)
58  REAL :: f_a     !  rapport de la phase aqueuse a la phase gazeuse
59  REAL :: beta    !  taux de conversion de l'eau en pluie
60
61  INTEGER :: i, k
62  REAL,DIMENSION(klon,klev)    :: scav  !  water liquid content / fraction aqueuse du constituant
63  REAL,DIMENSION(klon,klev)    :: zrho
64  REAL,DIMENSION(klon,klev)    :: zdz
65  REAL,DIMENSION(klon,klev)    :: zmass ! layer mass
66
67  REAL           :: frac_ev       ! cste pour la reevaporation : dropplet shrinking
68!  frac_ev = frac_gas ou frac_aer
69  REAL,PARAMETER :: frac_gas=1.0  ! cste pour la reevaporation pour les gaz
70  REAL,SAVE      :: frac_aer      ! cste pour la reevaporation pour les particules
71  REAL,DIMENSION(klon,klev) :: deltaP     ! P(i+1)-P(i)
72  REAL,DIMENSION(klon,klev) :: beta_ev    !  dP/P(i+1)
73!$OMP THREADPRIVATE(frac_aer)
74
75!  101.325  m3/l x Pa/atm
76!  R        Pa.m3/mol/K
77!   cste de dissolution pour le depot humide
78  REAL,SAVE :: frac_fine_scav
79  REAL,SAVE :: frac_coar_scav
80!$OMP THREADPRIVATE(frac_fine_scav, frac_coar_scav)
81
82! below-cloud scav variables
83! aerosol : alpha_r=0.001, gas 0.001  (Pruppacher & Klett 1967)
84  REAL,SAVE :: alpha_r  !  coefficient d'impaction pour la pluie
85  REAL,SAVE :: alpha_s  !  coefficient d'impaction pour la neige 
86  REAL,SAVE :: R_r      !  mean raindrop radius (m)
87  REAL,SAVE :: R_s      !  mean snow crystal radius (m)
88!$OMP THREADPRIVATE(alpha_r, alpha_s, R_r, R_s)
89  REAL           :: pr, ps, ice, water
90!  REAL :: conserv
91!
92!
93  IF (debut) THEN
94!
95      alpha_r=0.001        !  coefficient d'impaction pour la pluie
96      alpha_s=0.01         !  coefficient d'impaction pour la neige 
97      R_r=0.001            !  mean raindrop radius (m)
98      R_s=0.001            !  mean snow crystal radius (m)
99      frac_fine_scav=0.7
100      frac_coar_scav=0.7
101!     Droplet size shrinks by evap
102      frac_aer=0.5
103      debut=.FALSE.
104!
105      OPEN(99,file='lsc_scav_param.data',status='old', &
106                form='formatted',err=9999)
107      READ(99,*,end=9998)  alpha_r
108      READ(99,*,end=9998)  alpha_s
109      READ(99,*,end=9998)  R_r
110      READ(99,*,end=9998)  R_s
111      READ(99,*,end=9998)  frac_fine_scav
112      READ(99,*,end=9998)  frac_coar_scav
113      READ(99,*,end=9998)  frac_aer
1149998  CONTINUE
115      CLOSE(99)
1169999  CONTINUE
117
118   print*,'alpha_r',alpha_r
119   print*,'alpha_s',alpha_s
120   print*,'R_r',R_r
121   print*,'R_s',R_s
122   print*,'frac_fine_scav',frac_fine_scav
123   print*,'frac_coar_scav',frac_coar_scav
124   print*,'frac_aer ev',frac_aer
125!
126  ENDIF !(debut)
127!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
128!
129! initialization
130  dxin=0.
131  dxev=0.
132  beta_ev=0.
133
134  DO i=1,klon
135   his_dh(i)=0.
136  ENDDO
137
138  DO k=1,klev
139   DO i=1, klon
140    dxbc(i,k)=0.
141    beta_v1(i,k)=0.
142    deltaP(i,k)=0.
143   ENDDO
144  ENDDO
145
146!  pressure and size of the layer
147  DO k=klev, 1, -1
148   DO i=1, klon
149     zrho(i,k)=pplay(i,k)/t(i,k)/RD   
150     zdz(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/zrho(i,k)/RG
151     zmass(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG
152   ENDDO
153  ENDDO
154
155!jyg<
156!! Temporary correction: all non-aerosol tracers are dealt with in the same way.
157!! Should be updated once it has been decided how gases should be dealt with.
158  IF (aerosol(it)) THEN
159      frac_ev=frac_aer
160  ELSE                                                !  gas
161      frac_ev=frac_gas
162  ENDIF
163!
164!jyg<
165  IF (aerosol(it)) THEN ! aerosol
166    DO k=1, klev
167      DO i=1, klon
168       scav(i,k)=frac_fine_scav
169      ENDDO
170    ENDDO
171  ELSE                  ! gas
172    DO k=1, klev
173      DO i=1, klon
174       henry_t=henry*exp(-kk*(1./298.-1./t(i,k)))    !  mol/l/atm
175       f_a=henry_t/101.325*R*t(i,k)*oliq*zrho(i,k)/rho_water
176       scav(i,k)=f_a/(1.+f_a)
177      ENDDO
178    ENDDO
179  ENDIF
180
181  DO k=klev-1, 1, -1
182    DO i=1, klon
183!  incloud scavenging
184      IF (iflag_lscav .EQ. 4) THEN
185        beta=beta_fisrt(i,k)*rneb(i,k)
186      ELSE
187        beta=flxr(i,k)-flxr(i,k+1)+flxs(i,k)-flxs(i,k+1)
188        beta=beta/zmass(i,k)/oliq
189        beta=MAX(0.,beta)
190      ENDIF ! (iflag_lscav .eq. 4)
191      beta_v1(i,k)=beta    !! for output
192!
193      dxin=tr_seri(i,k,it)*(exp(-scav(i,k)*beta*pdtime)-1.)
194      his_dh(i)=his_dh(i)-dxin*zmass(i,k)/pdtime !  kg/m2/s
195      d_tr_insc(i,k,it)=dxin                     !  kg/kg/timestep
196
197!  below-cloud impaction
198!jyg<
199      IF (.NOT.aerosol(it)) THEN
200        d_tr_bcscav(i,k,it)=0.
201      ELSE
202        pr=0.5*(flxr(i,k)+flxr(i,k+1))
203        ps=0.5*(flxs(i,k)+flxs(i,k+1))
204        water=pr*alpha_r/R_r/rho_water
205        ice=ps*alpha_s/R_s/rho_ice
206        dxbc(i,k)=-3./4.*tr_seri(i,k,it)*pdtime*(water+ice)
207!      add tracers from below cloud scav in his_dh
208        his_dh(i)=his_dh(i)-dxbc(i,k)*zmass(i,k)/pdtime !  kg/m2/s
209        d_tr_bcscav(i,k,it)=dxbc(i,k)                   !  kg/kg/timestep
210      ENDIF
211
212!  reevaporation
213      deltaP(i,k)=flxr(i,k+1)+flxs(i,k+1)-flxr(i,k)-flxs(i,k)
214      deltaP(i,k)=max(deltaP(i,k),0.)
215
216      IF (flxr(i,k+1)+flxs(i,k+1).GT.1.e-16) THEn
217        beta_ev(i,k)=deltaP(i,k)/(flxr(i,k+1)+flxs(i,k+1))
218      ELSE
219        beta_ev(i,k)=0.
220      ENDIF
221
222      beta_ev(i,k)=max(min(1.,beta_ev(i,k)),0.)
223
224!jyg
225      IF (ABS(1.-(1.-frac_ev)*beta_ev(i,k)).GT.1.e-16) THEN
226! remove tracers from precipitation owing to release by evaporation in his_dh
227        dxev=frac_ev*beta_ev(i,k)*his_dh(i)*pdtime/zmass(i,k)/(1.-(1.-frac_ev)*beta_ev(i,k))
228        his_dh(i)=his_dh(i)*(1.-frac_ev*beta_ev(i,k)/(1.-(1.-frac_ev)*beta_ev(i,k)))
229      ELSE
230        dxev=his_dh(i)*pdtime/zmass(i,k)
231        his_dh(i)=0.
232      ENDIF
233!
234!      print*,  k, 'beta_ev',beta_ev
235! remove tracers from precipitation owing to release by evaporation in his_dh
236!      dxev=frac_ev*deltaP(i,k)*pdtime * his_dh(i) /(zrho(i,k)*zdz(i,k))
237!rplmd
238!      dxev=frac_ev*deltaP(i,k)*his_dh(i) *pdtime/(zrho(i,k)*zdz(i,k))/max(flxr(i,k)+flxs(i,k),1.e-16)
239
240      d_tr_evap(i,k,it)=dxev       !  kg/kg/timestep
241!
242    ENDDO
243  ENDDO
244!
245  DO i = 1,klon
246     qPrls(i,it) = his_dh(i)/max(flxr(i,1)+flxs(i,1),1.e-16)
247  ENDDO
248!
249! test de conservation
250!      conserv=0.
251!      DO k= klev,1,-1
252!        DO i=1, klon
253!         conserv=conserv+d_tr_insc(i,k,it)*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG &
254!                +d_tr_bcscav(i,k,it)*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  &
255!                +d_tr_evap(i,k,it)*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG
256!      if(it.eq.3) write(*,'(I2,2X,a,e20.12,2X,a,e20.12,2X,a,e20.12,2X,a,e20.12)'),&
257!      k,'lsc conserv ',conserv,'insc',d_tr_insc(i,k,it),'bc',d_tr_bcscav(i,k,it),'ev',d_tr_evap(i,k,it)
258!       ENDDO
259!     ENDDO
260
261END SUBROUTINE lsc_scav
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.