| 1 | |
|---|
| 2 | ! $Header$ |
|---|
| 3 | |
|---|
| 4 | ! ====================================================================== |
|---|
| 5 | SUBROUTINE orbite(xjour, longi, dist) |
|---|
| 6 | USE yomcst_mod_h, ONLY: RPI, RCLUM, RHPLA, RKBOL, RNAVO & |
|---|
| 7 | , RDAY, REA, REPSM, RSIYEA, RSIDAY, ROMEGA & |
|---|
| 8 | , R_ecc, R_peri, R_incl & |
|---|
| 9 | , RA, RG, R1SA & |
|---|
| 10 | , RSIGMA & |
|---|
| 11 | , R, RMD, RMV, RD, RV, RCPD & |
|---|
| 12 | , RMO3, RMCO2, RMC, RMCH4, RMN2O, RMCFC11, RMCFC12 & |
|---|
| 13 | , RCPV, RCVD, RCVV, RKAPPA, RETV, eps_w & |
|---|
| 14 | , RCW, RCS & |
|---|
| 15 | , RLVTT, RLSTT, RLMLT, RTT, RATM & |
|---|
| 16 | , RESTT, RALPW, RBETW, RGAMW, RALPS, RBETS, RGAMS & |
|---|
| 17 | , RALPD, RBETD, RGAMD |
|---|
| 18 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 19 | ! ====================================================================== |
|---|
| 20 | ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) (adapte du GCM du LMD) date: 19930818 |
|---|
| 21 | ! Objet: pour un jour donne, calculer la longitude vraie de la terre |
|---|
| 22 | ! (par rapport au point vernal-21 mars) dans son orbite solaire |
|---|
| 23 | ! calculer aussi la distance terre-soleil (unite astronomique) |
|---|
| 24 | ! ====================================================================== |
|---|
| 25 | ! Arguments: |
|---|
| 26 | ! xjour--INPUT--R- jour de l'annee a compter du 1er janvier |
|---|
| 27 | ! longi--OUTPUT-R- longitude vraie en degres par rapport au point |
|---|
| 28 | ! vernal (21 mars) en degres |
|---|
| 29 | ! dist---OUTPUT-R- distance terre-soleil (par rapport a la moyenne) |
|---|
| 30 | REAL xjour, longi, dist |
|---|
| 31 | ! ====================================================================== |
|---|
| 32 | |
|---|
| 33 | |
|---|
| 34 | ! -- Variables dynamiques locales |
|---|
| 35 | REAL pir, xl, xllp, xee, xse, xlam, dlamm, anm, ranm, anv, ranv |
|---|
| 36 | |
|---|
| 37 | pir = 4.0*atan(1.0)/180.0 |
|---|
| 38 | xl = r_peri + 180.0 |
|---|
| 39 | xllp = xl*pir |
|---|
| 40 | xee = r_ecc*r_ecc |
|---|
| 41 | xse = sqrt(1.0-xee) |
|---|
| 42 | xlam = (r_ecc/2.0+r_ecc*xee/8.0)*(1.0+xse)*sin(xllp) - & |
|---|
| 43 | xee/4.0*(0.5+xse)*sin(2.0*xllp) + r_ecc*xee/8.0*(1.0/3.0+xse)*sin(3.0* & |
|---|
| 44 | xllp) |
|---|
| 45 | xlam = 2.0*xlam/pir |
|---|
| 46 | dlamm = xlam + (xjour-81.0) |
|---|
| 47 | anm = dlamm - xl |
|---|
| 48 | ranm = anm*pir |
|---|
| 49 | xee = xee*r_ecc |
|---|
| 50 | ranv = ranm + (2.0*r_ecc-xee/4.0)*sin(ranm) + 5.0/4.0*r_ecc*r_ecc*sin(2.0* & |
|---|
| 51 | ranm) + 13.0/12.0*xee*sin(3.0*ranm) |
|---|
| 52 | |
|---|
| 53 | anv = ranv/pir |
|---|
| 54 | longi = anv + xl |
|---|
| 55 | |
|---|
| 56 | dist = (1-r_ecc*r_ecc)/(1+r_ecc*cos(pir*(longi-(r_peri+180.0)))) |
|---|
| 57 | RETURN |
|---|
| 58 | END SUBROUTINE orbite |
|---|
| 59 | ! ====================================================================== |
|---|
| 60 | SUBROUTINE angle(longi, lati, frac, muzero) |
|---|
| 61 | USE dimphy |
|---|
| 62 | USE yomcst_mod_h, ONLY: RPI, RCLUM, RHPLA, RKBOL, RNAVO & |
|---|
| 63 | , RDAY, REA, REPSM, RSIYEA, RSIDAY, ROMEGA & |
|---|
| 64 | , R_ecc, R_peri, R_incl & |
|---|
| 65 | , RA, RG, R1SA & |
|---|
| 66 | , RSIGMA & |
|---|
| 67 | , R, RMD, RMV, RD, RV, RCPD & |
|---|
| 68 | , RMO3, RMCO2, RMC, RMCH4, RMN2O, RMCFC11, RMCFC12 & |
|---|
| 69 | , RCPV, RCVD, RCVV, RKAPPA, RETV, eps_w & |
|---|
| 70 | , RCW, RCS & |
|---|
| 71 | , RLVTT, RLSTT, RLMLT, RTT, RATM & |
|---|
| 72 | , RESTT, RALPW, RBETW, RGAMW, RALPS, RBETS, RGAMS & |
|---|
| 73 | , RALPD, RBETD, RGAMD |
|---|
| 74 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 75 | ! ====================================================================== |
|---|
| 76 | ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818 |
|---|
| 77 | ! Objet: Calculer la duree d'ensoleillement pour un jour et la hauteur |
|---|
| 78 | ! du soleil (cosinus de l'angle zinithal) moyenne sur la journee |
|---|
| 79 | ! ====================================================================== |
|---|
| 80 | ! Arguments: |
|---|
| 81 | ! longi----INPUT-R- la longitude vraie de la terre dans son plan |
|---|
| 82 | ! solaire a partir de l'equinoxe de printemps (degre) |
|---|
| 83 | ! lati-----INPUT-R- la latitude d'un point sur la terre (degre) |
|---|
| 84 | ! frac-----OUTPUT-R la duree d'ensoleillement dans la journee divisee |
|---|
| 85 | ! par 24 heures (unite en fraction de 0 a 1) |
|---|
| 86 | ! muzero---OUTPUT-R la moyenne du cosinus de l'angle zinithal sur |
|---|
| 87 | ! la journee (0 a 1) |
|---|
| 88 | ! ====================================================================== |
|---|
| 89 | REAL longi |
|---|
| 90 | REAL lati(klon), frac(klon), muzero(klon) |
|---|
| 91 | |
|---|
| 92 | REAL lat, omega, lon_sun, lat_sun |
|---|
| 93 | REAL pi_local, incl |
|---|
| 94 | INTEGER i |
|---|
| 95 | |
|---|
| 96 | pi_local = 4.0*atan(1.0) |
|---|
| 97 | incl = r_incl*pi_local/180. |
|---|
| 98 | |
|---|
| 99 | lon_sun = longi*pi_local/180.0 |
|---|
| 100 | lat_sun = asin(sin(lon_sun)*sin(incl)) |
|---|
| 101 | |
|---|
| 102 | DO i = 1, klon |
|---|
| 103 | lat = lati(i)*pi_local/180.0 |
|---|
| 104 | |
|---|
| 105 | IF (lat>=(pi_local/2.+lat_sun) .OR. lat<=(-pi_local/2.+lat_sun)) THEN |
|---|
| 106 | omega = 0.0 ! nuit polaire |
|---|
| 107 | ELSE IF (lat>=(pi_local/2.-lat_sun) .OR. lat<=(-pi_local/2.-lat_sun)) & |
|---|
| 108 | THEN |
|---|
| 109 | omega = pi_local ! journee polaire |
|---|
| 110 | ELSE |
|---|
| 111 | omega = -tan(lat)*tan(lat_sun) |
|---|
| 112 | omega = acos(omega) |
|---|
| 113 | END IF |
|---|
| 114 | |
|---|
| 115 | frac(i) = omega/pi_local |
|---|
| 116 | |
|---|
| 117 | IF (omega>0.0) THEN |
|---|
| 118 | muzero(i) = sin(lat)*sin(lat_sun) + cos(lat)*cos(lat_sun)*sin(omega)/ & |
|---|
| 119 | omega |
|---|
| 120 | ELSE |
|---|
| 121 | muzero(i) = 0.0 |
|---|
| 122 | END IF |
|---|
| 123 | END DO |
|---|
| 124 | |
|---|
| 125 | RETURN |
|---|
| 126 | END SUBROUTINE angle |
|---|
| 127 | ! ==================================================================== |
|---|
| 128 | SUBROUTINE zenang(longi, gmtime, pdtrad1, pdtrad2, lat, long, pmu0, frac) |
|---|
| 129 | USE dimphy |
|---|
| 130 | USE yomcst_mod_h, ONLY: RPI, RCLUM, RHPLA, RKBOL, RNAVO & |
|---|
| 131 | , RDAY, REA, REPSM, RSIYEA, RSIDAY, ROMEGA & |
|---|
| 132 | , R_ecc, R_peri, R_incl & |
|---|
| 133 | , RA, RG, R1SA & |
|---|
| 134 | , RSIGMA & |
|---|
| 135 | , R, RMD, RMV, RD, RV, RCPD & |
|---|
| 136 | , RMO3, RMCO2, RMC, RMCH4, RMN2O, RMCFC11, RMCFC12 & |
|---|
| 137 | , RCPV, RCVD, RCVV, RKAPPA, RETV, eps_w & |
|---|
| 138 | , RCW, RCS & |
|---|
| 139 | , RLVTT, RLSTT, RLMLT, RTT, RATM & |
|---|
| 140 | , RESTT, RALPW, RBETW, RGAMW, RALPS, RBETS, RGAMS & |
|---|
| 141 | , RALPD, RBETD, RGAMD |
|---|
| 142 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 143 | ! ============================================================= |
|---|
| 144 | ! Auteur : O. Boucher (LMD/CNRS) |
|---|
| 145 | ! d'apres les routines zenith et angle de Z.X. Li |
|---|
| 146 | ! Objet : calculer les valeurs moyennes du cos de l'angle zenithal |
|---|
| 147 | ! et l'ensoleillement moyen entre gmtime1 et gmtime2 |
|---|
| 148 | ! connaissant la declinaison, la latitude et la longitude. |
|---|
| 149 | ! Rque : Different de la routine angle en ce sens que zenang |
|---|
| 150 | ! fournit des moyennes de pmu0 et non des valeurs |
|---|
| 151 | ! instantanees, du coup frac prend toutes les valeurs |
|---|
| 152 | ! entre 0 et 1. La routine integre entre gmtime+pdtrad1 et |
|---|
| 153 | ! gmtime+pdtrad2 avec pdtrad1 et pdtrad2 exprimes en secondes. |
|---|
| 154 | ! Date : premiere version le 13 decembre 1994 |
|---|
| 155 | ! revu pour GCM le 30 septembre 1996 |
|---|
| 156 | ! revu le 3 septembre 2015 pour les bornes de l'integrale |
|---|
| 157 | ! =============================================================== |
|---|
| 158 | ! longi : la longitude vraie de la terre dans son plan |
|---|
| 159 | ! solaire a partir de l'equinoxe de printemps (degre) |
|---|
| 160 | ! gmtime : temps universel en fraction de jour |
|---|
| 161 | ! pdtrad1 : borne inferieure du pas de temps du rayonnement (secondes) |
|---|
| 162 | ! pdtrad2 : borne inferieure du pas de temps du rayonnement (secondes) |
|---|
| 163 | ! pdtrad2-pdtrad1 correspond a pdtrad, le pas de temps du rayonnement (secondes) |
|---|
| 164 | ! lat------INPUT : latitude en degres |
|---|
| 165 | ! long-----INPUT : longitude en degres |
|---|
| 166 | ! pmu0-----OUTPUT: angle zenithal moyen entre gmtime+pdtrad1 et gmtime+pdtrad2 |
|---|
| 167 | ! frac-----OUTPUT: ensoleillement moyen entre gmtime+pdtrad1 et gmtime+pdtrad2 |
|---|
| 168 | ! ================================================================ |
|---|
| 169 | |
|---|
| 170 | ! ================================================================ |
|---|
| 171 | REAL, INTENT (IN) :: longi, gmtime, pdtrad1, pdtrad2 |
|---|
| 172 | REAL lat(klon), long(klon), pmu0(klon), frac(klon) |
|---|
| 173 | ! ================================================================ |
|---|
| 174 | INTEGER i |
|---|
| 175 | REAL gmtime1, gmtime2 |
|---|
| 176 | REAL pi_local, deux_pi_local, incl |
|---|
| 177 | REAL omega1, omega2, omega |
|---|
| 178 | ! omega1, omega2 : temps 1 et 2 exprime en radian avec 0 a midi. |
|---|
| 179 | ! omega : heure en radian du coucher de soleil |
|---|
| 180 | ! -omega est donc l'heure en radian de lever du soleil |
|---|
| 181 | REAL omegadeb, omegafin |
|---|
| 182 | REAL zfrac1, zfrac2, z1_mu, z2_mu |
|---|
| 183 | REAL lat_sun ! declinaison en radian |
|---|
| 184 | REAL lon_sun ! longitude solaire en radian |
|---|
| 185 | REAL latr ! latitude du pt de grille en radian |
|---|
| 186 | ! ================================================================ |
|---|
| 187 | |
|---|
| 188 | pi_local = 4.0*atan(1.0) |
|---|
| 189 | deux_pi_local = 2.0*pi_local |
|---|
| 190 | incl = r_incl*pi_local/180. |
|---|
| 191 | |
|---|
| 192 | lon_sun = longi*pi_local/180.0 |
|---|
| 193 | lat_sun = asin(sin(lon_sun)*sin(incl)) |
|---|
| 194 | |
|---|
| 195 | gmtime1 = gmtime*86400. + pdtrad1 |
|---|
| 196 | gmtime2 = gmtime*86400. + pdtrad2 |
|---|
| 197 | |
|---|
| 198 | DO i = 1, klon |
|---|
| 199 | |
|---|
| 200 | latr = lat(i)*pi_local/180. |
|---|
| 201 | |
|---|
| 202 | omega = 0.0 !--nuit polaire |
|---|
| 203 | |
|---|
| 204 | IF (latr>=(pi_local/2.-lat_sun) .OR. latr<=(-pi_local/2.-lat_sun)) THEN |
|---|
| 205 | omega = pi_local ! journee polaire |
|---|
| 206 | END IF |
|---|
| 207 | |
|---|
| 208 | IF (latr<(pi_local/2.+lat_sun) .AND. latr>(-pi_local/2.+lat_sun) .AND. & |
|---|
| 209 | latr<(pi_local/2.-lat_sun) .AND. latr>(-pi_local/2.-lat_sun)) THEN |
|---|
| 210 | omega = -tan(latr)*tan(lat_sun) |
|---|
| 211 | omega = acos(omega) |
|---|
| 212 | END IF |
|---|
| 213 | |
|---|
| 214 | omega1 = gmtime1 + long(i)*86400.0/360.0 |
|---|
| 215 | omega1 = omega1/86400.0*deux_pi_local |
|---|
| 216 | omega1 = mod(omega1+deux_pi_local, deux_pi_local) |
|---|
| 217 | omega1 = omega1 - pi_local |
|---|
| 218 | |
|---|
| 219 | omega2 = gmtime2 + long(i)*86400.0/360.0 |
|---|
| 220 | omega2 = omega2/86400.0*deux_pi_local |
|---|
| 221 | omega2 = mod(omega2+deux_pi_local, deux_pi_local) |
|---|
| 222 | omega2 = omega2 - pi_local |
|---|
| 223 | |
|---|
| 224 | IF (omega1<=omega2) THEN !--on est dans la meme journee locale |
|---|
| 225 | |
|---|
| 226 | IF (omega2<=-omega .OR. omega1>=omega .OR. omega<1E-5) THEN !--nuit |
|---|
| 227 | frac(i) = 0.0 |
|---|
| 228 | pmu0(i) = 0.0 |
|---|
| 229 | ELSE !--jour+nuit/jour |
|---|
| 230 | omegadeb = max(-omega, omega1) |
|---|
| 231 | omegafin = min(omega, omega2) |
|---|
| 232 | frac(i) = (omegafin-omegadeb)/(omega2-omega1) |
|---|
| 233 | pmu0(i) = sin(latr)*sin(lat_sun) + cos(latr)*cos(lat_sun)*(sin( & |
|---|
| 234 | omegafin)-sin(omegadeb))/(omegafin-omegadeb) |
|---|
| 235 | END IF |
|---|
| 236 | |
|---|
| 237 | ELSE !---omega1 GT omega2 -- a cheval sur deux journees |
|---|
| 238 | |
|---|
| 239 | ! -------------------entre omega1 et pi |
|---|
| 240 | IF (omega1>=omega) THEN !--nuit |
|---|
| 241 | zfrac1 = 0.0 |
|---|
| 242 | z1_mu = 0.0 |
|---|
| 243 | ELSE !--jour+nuit |
|---|
| 244 | omegadeb = max(-omega, omega1) |
|---|
| 245 | omegafin = omega |
|---|
| 246 | zfrac1 = omegafin - omegadeb |
|---|
| 247 | z1_mu = sin(latr)*sin(lat_sun) + cos(latr)*cos(lat_sun)*(sin(omegafin & |
|---|
| 248 | )-sin(omegadeb))/(omegafin-omegadeb) |
|---|
| 249 | END IF |
|---|
| 250 | ! ---------------------entre -pi et omega2 |
|---|
| 251 | IF (omega2<=-omega) THEN !--nuit |
|---|
| 252 | zfrac2 = 0.0 |
|---|
| 253 | z2_mu = 0.0 |
|---|
| 254 | ELSE !--jour+nuit |
|---|
| 255 | omegadeb = -omega |
|---|
| 256 | omegafin = min(omega, omega2) |
|---|
| 257 | zfrac2 = omegafin - omegadeb |
|---|
| 258 | z2_mu = sin(latr)*sin(lat_sun) + cos(latr)*cos(lat_sun)*(sin(omegafin & |
|---|
| 259 | )-sin(omegadeb))/(omegafin-omegadeb) |
|---|
| 260 | |
|---|
| 261 | END IF |
|---|
| 262 | ! -----------------------moyenne |
|---|
| 263 | frac(i) = (zfrac1+zfrac2)/(omega2+deux_pi_local-omega1) |
|---|
| 264 | pmu0(i) = (zfrac1*z1_mu+zfrac2*z2_mu)/max(zfrac1+zfrac2, 1.E-10) |
|---|
| 265 | |
|---|
| 266 | END IF !---comparaison omega1 et omega2 |
|---|
| 267 | |
|---|
| 268 | END DO |
|---|
| 269 | |
|---|
| 270 | END SUBROUTINE zenang |
|---|
| 271 | ! =================================================================== |
|---|
| 272 | SUBROUTINE zenith(longi, gmtime, lat, long, pmu0, fract) |
|---|
| 273 | USE dimphy |
|---|
| 274 | USE yomcst_mod_h, ONLY: RPI, RCLUM, RHPLA, RKBOL, RNAVO & |
|---|
| 275 | , RDAY, REA, REPSM, RSIYEA, RSIDAY, ROMEGA & |
|---|
| 276 | , R_ecc, R_peri, R_incl & |
|---|
| 277 | , RA, RG, R1SA & |
|---|
| 278 | , RSIGMA & |
|---|
| 279 | , R, RMD, RMV, RD, RV, RCPD & |
|---|
| 280 | , RMO3, RMCO2, RMC, RMCH4, RMN2O, RMCFC11, RMCFC12 & |
|---|
| 281 | , RCPV, RCVD, RCVV, RKAPPA, RETV, eps_w & |
|---|
| 282 | , RCW, RCS & |
|---|
| 283 | , RLVTT, RLSTT, RLMLT, RTT, RATM & |
|---|
| 284 | , RESTT, RALPW, RBETW, RGAMW, RALPS, RBETS, RGAMS & |
|---|
| 285 | , RALPD, RBETD, RGAMD |
|---|
| 286 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 287 | |
|---|
| 288 | ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/ENS) |
|---|
| 289 | |
|---|
| 290 | ! Objet: calculer le cosinus de l'angle zenithal du soleil en |
|---|
| 291 | ! connaissant la declinaison du soleil, la latitude et la |
|---|
| 292 | ! longitude du point sur la terre, et le temps universel |
|---|
| 293 | |
|---|
| 294 | ! Arguments d'entree: |
|---|
| 295 | ! longi : declinaison du soleil (en degres) |
|---|
| 296 | ! gmtime : temps universel en second qui varie entre 0 et 86400 |
|---|
| 297 | ! lat : latitude en degres |
|---|
| 298 | ! long : longitude en degres |
|---|
| 299 | ! Arguments de sortie: |
|---|
| 300 | ! pmu0 : cosinus de l'angle zenithal |
|---|
| 301 | |
|---|
| 302 | ! ==================================================================== |
|---|
| 303 | |
|---|
| 304 | ! ==================================================================== |
|---|
| 305 | REAL longi, gmtime |
|---|
| 306 | REAL lat(klon), long(klon), pmu0(klon), fract(klon) |
|---|
| 307 | ! ===================================================================== |
|---|
| 308 | INTEGER n |
|---|
| 309 | REAL zpi, zpir, omega, zgmtime |
|---|
| 310 | REAL incl, lat_sun, lon_sun |
|---|
| 311 | ! ---------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 312 | zpi = 4.0*atan(1.0) |
|---|
| 313 | zpir = zpi/180.0 |
|---|
| 314 | zgmtime = gmtime*86400. |
|---|
| 315 | |
|---|
| 316 | incl = r_incl*zpir |
|---|
| 317 | |
|---|
| 318 | lon_sun = longi*zpir |
|---|
| 319 | lat_sun = asin(sin(lon_sun)*sin(incl)) |
|---|
| 320 | |
|---|
| 321 | ! --initialisation a la nuit |
|---|
| 322 | |
|---|
| 323 | DO n = 1, klon |
|---|
| 324 | pmu0(n) = 0. |
|---|
| 325 | fract(n) = 0.0 |
|---|
| 326 | END DO |
|---|
| 327 | |
|---|
| 328 | ! 1 degre en longitude = 240 secondes en temps |
|---|
| 329 | |
|---|
| 330 | DO n = 1, klon |
|---|
| 331 | omega = zgmtime + long(n)*86400.0/360.0 |
|---|
| 332 | omega = omega/86400.0*2.0*zpi |
|---|
| 333 | omega = mod(omega+2.0*zpi, 2.0*zpi) |
|---|
| 334 | omega = omega - zpi |
|---|
| 335 | pmu0(n) = sin(lat(n)*zpir)*sin(lat_sun) + cos(lat(n)*zpir)*cos(lat_sun)* & |
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| 336 | cos(omega) |
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| 337 | pmu0(n) = max(pmu0(n), 0.0) |
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| 338 | IF (pmu0(n)>1.E-6) fract(n) = 1.0 |
|---|
| 339 | END DO |
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| 340 | |
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| 341 | RETURN |
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| 342 | END SUBROUTINE zenith |
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