source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/rrtm/recmwf_aero.F90 @ 5134

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  • 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:keywords set to Author Date Id Revi
File size: 40.7 KB
Line 
1!
2! $Id: recmwf_aero.F90 4875 2024-03-26 10:29:06Z abarral $
3!
4!OPTIONS XOPT(NOEVAL)
5SUBROUTINE RECMWF_AERO (KST, KEND, KPROMA, KTDIA , KLEV,&
6     & KMODE,&
7     & PALBD , PALBP , PAPRS , PAPRSF , PCCO2 , PCLFR,&
8     & PQO3  , PAER  , PDP   , PEMIS  , PMU0,&
9     & PQ    , PQS   , PQIWP , PQLWP , PSLM   , PT    , PTS,&
10     & PREF_LIQ, PREF_ICE,&
11     !--OB
12     & PREF_LIQ_PI, PREF_ICE_PI,&
13     !--fin
14     & PEMTD , PEMTU , PTRSO,&
15     & PTH   , PCTRSO, PCEMTR, PTRSOD,&
16     & PLWFC, PLWFT, PSWFC, PSWFT, PSFSWDIR, PSFSWDIF,&
17     & PFSDNN, PFSDNV,& 
18     & PPIZA_TOT,PCGA_TOT,PTAU_TOT, &
19     !--OB
20     & PPIZA_NAT,PCGA_NAT,PTAU_NAT, &
21     !--fin OB
22     !--C.Kleinschmitt
23     & PTAU_LW_TOT, PTAU_LW_NAT, &
24     !--end
25     & PFLUX,PFLUC,&
26     & PFSDN ,PFSUP , PFSCDN , PFSCUP, PFSCCDN, PFSCCUP, PFLCCDN, PFLCCUP,&
27     !--OB diagnostics
28     & PTOPSWADAERO,PSOLSWADAERO,&
29     & PTOPSWAD0AERO,PSOLSWAD0AERO,&
30     & PTOPSWAIAERO,PSOLSWAIAERO,&
31     & PTOPSWCFAERO,PSOLSWCFAERO,&
32     & PSWADAERO,& !--NL
33     !--LW diagnostics CK
34     & PTOPLWADAERO,PSOLLWADAERO,&
35     & PTOPLWAD0AERO,PSOLLWAD0AERO,&
36     & PTOPLWAIAERO,PSOLLWAIAERO,&
37     & PLWADAERO,& !--NL
38     !--ajout volmip
39     & volmip_solsw, flag_volc_surfstrat,&
40     !..end
41     & ok_ade, ok_aie, ok_volcan, flag_aerosol,flag_aerosol_strat,&
42     & flag_aer_feedback)
43  !--fin
44
45  !**** *RECMWF* - METEO-FRANCE RADIATION INTERFACE TO ECMWF RADIATION SCHEME
46
47  !     PURPOSE.
48  !     --------
49  !           SIMPLE INTERFACE TO RADLSW (NO INTERPOLATION)
50
51  !**   INTERFACE.
52  !     ----------
53
54  !     EXPLICIT ARGUMENTS :
55  !        --------------------
56  ! KST    : START INDEX OF DATA IN KPROMA-LONG VECTOR
57  ! KEND   : END   INDEX OF DATA IN KPROMA-LONG VECTOR
58  ! KPROMA : VECTOR LENGTH
59  ! KTDIA  : INDEX OF TOP LEVEL FROM WHICH COMPUTATIONS ARE ACTIVE
60  ! KLEV   : NUMBER OF LEVELS
61  ! PAER   : (KPROMA,KLEV ,6)     ; OPTICAL THICKNESS OF THE AEROSOLS
62  ! PALBD  : (KPROMA,NSW)         ; DIFFUSE ALBEDO IN THE 2 SW INTERVALS
63  ! PALBP  : (KPROMA,NSW)         ; PARALLEL ALBEDO IN THE 2 SW INTERVALS
64  ! PAPRS  : (KPROMA,KLEV+1)      ; HALF LEVEL PRESSURE
65  ! PAPRSF : (KPROMA,KLEV )       ; FULL LEVEL PRESSURE
66  ! PCCO2  :                      ; CONCENTRATION IN CO2 (PA/PA)
67  ! PCLFR  : (KPROMA,KLEV )       ; CLOUD FRACTIONAL COVER
68  ! PQO3   : (KPROMA,KLEV )       ; OZONE MIXING RATIO (MASS)
69  ! PDP    : (KPROMA,KLEV)        ; LAYER PRESSURE THICKNESS
70  ! PEMIS  : (KPROMA)             ; SURFACE EMISSIVITY
71  ! PMU0   : (KPROMA)             ; SOLAR ANGLE
72  ! PQ     : (KPROMA,KLEV )       ; SPECIFIC HUMIDITY PA/PA
73  ! PQS    : (KPROMA,KLEV )       ; SATURATION SPECIFIC HUMIDITY PA/PA
74  ! PQIWP  : (KPROMA,KLEV )       ; ICE    WATER KG/KG
75  ! PQLWP  : (KPROMA,KLEV )       ; LIQUID WATER KG/KG
76  ! PSLM   : (KPROMA)             ; LAND-SEA MASK
77  ! PT     : (KPROMA,KLEV)        ; FULL LEVEL TEMPERATURE
78  ! PTS    : (KPROMA)             ; SURFACE TEMPERATURE
79  ! PPIZA_TOT  : (KPROMA,KLEV,NSW); Single scattering albedo of total aerosol
80  ! PCGA_TOT   : (KPROMA,KLEV,NSW); Assymetry factor for total aerosol
81  ! PTAU_TOT: (KPROMA,KLEV,NSW)   ; Optical depth of total aerosol
82  ! PREF_LIQ (KPROMA,KLEV)        ; Liquid droplet radius (um) - present-day
83  ! PREF_ICE (KPROMA,KLEV)        ; Ice crystal radius (um) - present-day
84  !--OB
85  ! PREF_LIQ_PI (KPROMA,KLEV)     ; Liquid droplet radius (um) - pre-industrial
86  ! PREF_ICE_PI (KPROMA,KLEV)     ; Ice crystal radius (um) - pre-industrial
87  ! ok_ade---input-L- apply the Aerosol Direct Effect or not?
88  ! ok_aie---input-L- apply the Aerosol Indirect Effect or not?
89  ! ok_volcan-input-L- activate volcanic diags (SW heat & LW cool rate, SW & LW flux)
90  ! flag_aerosol-input-I- aerosol flag from 0 to 7
91  ! flag_aerosol_strat-input-I- use stratospheric aerosols flag (T/F)
92  ! flag_aer_feedback-input-I- use aerosols radiative effect flag (T/F)
93  ! PPIZA_NAT  : (KPROMA,KLEV,NSW); Single scattering albedo of natural aerosol
94  ! PCGA_NAT   : (KPROMA,KLEV,NSW); Assymetry factor for natural aerosol
95  ! PTAU_NAT: (KPROMA,KLEV,NSW)   ; Optical depth of natural aerosol
96  ! PTAU_LW_TOT  (KPROMA,KLEV,NLW); LW Optical depth of total aerosols 
97  ! PTAU_LW_NAT  (KPROMA,KLEV,NLW); LW Optical depth of natural aerosols
98  !--fin OB
99
100  !     ==== OUTPUTS ===
101  ! PEMTD (KPROMA,KLEV+1)         ; TOTAL DOWNWARD LONGWAVE EMISSIVITY
102  ! PEMTU (KPROMA,KLEV+1)         ; TOTAL UPWARD   LONGWAVE EMISSIVITY
103  ! PTRSO (KPROMA,KLEV+1)         ; TOTAL SHORTWAVE TRANSMISSIVITY
104  ! PTH   (KPROMA,KLEV+1)         ; HALF LEVEL TEMPERATURE
105  ! PCTRSO(KPROMA,2)              ; CLEAR-SKY SHORTWAVE TRANSMISSIVITY
106  ! PCEMTR(KPROMA,2)              ; CLEAR-SKY NET LONGWAVE EMISSIVITY
107  ! PTRSOD(KPROMA)                ; TOTAL-SKY SURFACE SW TRANSMISSITY
108  ! PLWFC (KPROMA,2)              ; CLEAR-SKY LONGWAVE FLUXES
109  ! PLWFT (KPROMA,KLEV+1)         ; TOTAL-SKY LONGWAVE FLUXES
110  ! PSWFC (KPROMA,2)              ; CLEAR-SKY SHORTWAVE FLUXES
111  ! PSWFT (KPROMA,KLEV+1)         ; TOTAL-SKY SHORTWAVE FLUXES
112  ! Ajout flux LW et SW montants et descendants, et ciel clair (MPL 19.12.08)
113  ! PFLUX (KPROMA,2,KLEV+1)       ; LW total sky flux (1=up, 2=down)
114  ! PFLUC (KPROMA,2,KLEV+1)       ; LW clear sky flux (1=up, 2=down)
115  ! PFSDN(KPROMA,KLEV+1)          ; SW total sky flux down
116  ! PFSUP(KPROMA,KLEV+1)          ; SW total sky flux up
117  ! PFSCDN(KPROMA,KLEV+1)         ; SW clear sky flux down
118  ! PFSCUP(KPROMA,KLEV+1)         ; SW clear sky flux up
119  ! PFSCCDN(KPROMA,KLEV+1)        ; SW clear sky clean (no aerosol) flux down
120  ! PFSCCUP(KPROMA,KLEV+1)        ; SW clear sky clean (no aerosol) flux up
121  ! PFLCCDN(KPROMA,KLEV+1)        ; LW clear sky clean (no aerosol) flux down
122  ! PFLCCUP(KPROMA,KLEV+1)        ; LW clear sky clean (no aerosol) flux up
123
124
125  !        IMPLICIT ARGUMENTS :   NONE
126  !        --------------------
127
128  !     METHOD.
129  !     -------
130  !     SEE DOCUMENTATION
131
132  !     EXTERNALS.
133  !     ----------
134
135  !     REFERENCE.
136  !     ----------
137  !     ECMWF RESEARCH DEPARTMENT DOCUMENTATION OF THE IFS
138
139  !     AUTHORS.
140  !     --------
141  !     ORIGINAL BY  B. RITTER   *ECMWF*        83-10-13
142  !     REWRITING FOR IFS BY J.-J. MORCRETTE    94-11-15
143  !     96-11: Ph. Dandin. Meteo-France
144  !     REWRITING FOR DM  BY J.PH. PIEDELIEVRE   1998-07
145  !     Duplication of RFMR to use present (cy25) ECMWF radiation scheme : Y. Bouteloup 09-2003
146  !     Use of 6 aerosols & introduce NSW : F. Bouyssel 09-2004
147  !     04-11-18 : 4 New arguments for AROME : Y. Seity
148  !     2005-10-10 Y. Seity : 3 optional arguments for dust optical properties
149  !     JJMorcrette 20060721 PP of clear-sky PAR and TOA incident solar radiation (ECMWF)
150  !     Olivier Boucher: added LMD radiation diagnostics 2014-03
151
152  !-----------------------------------------------------------------------
153
154  USE PARKIND1  ,ONLY : JPIM     ,JPRB
155  USE YOMHOOK   ,ONLY : LHOOK,   DR_HOOK
156  USE YOEAERD  , ONLY : RCAEROS
157  USE YOMCST   , ONLY :         RMD      ,RMO3
158  USE YOMPHY3  , ONLY : RII0
159  USE YOERAD   , ONLY : NLW, NAER, RCCNLND  ,RCCNSEA 
160  USE YOERAD   , ONLY : NAER, RCCNLND  ,RCCNSEA 
161  USE YOERDU   , ONLY : REPSCQ
162  USE YOMGEM   , ONLY : NGPTOT
163  USE YOERDI   , ONLY : RRAE   ,REPCLC    ,REPH2O
164  USE YOMARPHY , ONLY : LRDUST
165  USE phys_output_mod, ONLY : swaerofree_diag, swaero_diag
166
167  !-----------------------------------------------------------------------
168
169  !*       0.1   ARGUMENTS.
170  !              ----------
171
172  IMPLICIT NONE
173  INCLUDE "clesphys.h"
174
175  INTEGER(KIND=JPIM),INTENT(IN)    :: KPROMA
176  INTEGER(KIND=JPIM),INTENT(IN)    :: KLEV
177  INTEGER(KIND=JPIM),INTENT(IN)    :: KST
178  INTEGER(KIND=JPIM),INTENT(IN)    :: KEND
179  INTEGER(KIND=JPIM)               :: KTDIA ! Argument NOT used
180  INTEGER(KIND=JPIM),INTENT(IN)    :: KMODE
181  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PALBD(KPROMA,NSW)
182  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PALBP(KPROMA,NSW)
183  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PAPRS(KPROMA,KLEV+1)
184  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PAPRSF(KPROMA,KLEV)
185  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PCCO2
186  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PCLFR(KPROMA,KLEV)
187  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PQO3(KPROMA,KLEV)
188  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PAER(KPROMA,KLEV,6)
189  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PDP(KPROMA,KLEV)
190  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PEMIS(KPROMA)
191  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PMU0(KPROMA)
192  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PQ(KPROMA,KLEV)
193  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PQS(KPROMA,KLEV)
194  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PQIWP(KPROMA,KLEV)
195  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PQLWP(KPROMA,KLEV)
196  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PSLM(KPROMA)
197  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PT(KPROMA,KLEV)
198  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PTS(KPROMA)
199  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PPIZA_TOT(KPROMA,KLEV,NSW)
200  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PCGA_TOT(KPROMA,KLEV,NSW)
201  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PTAU_TOT(KPROMA,KLEV,NSW)
202  !--OB
203  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PPIZA_NAT(KPROMA,KLEV,NSW)
204  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PCGA_NAT(KPROMA,KLEV,NSW)
205  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PTAU_NAT(KPROMA,KLEV,NSW)
206  REAL(KIND=JPRB)                  :: PPIZA_ZERO(KPROMA,KLEV,NSW)
207  REAL(KIND=JPRB)                  :: PCGA_ZERO(KPROMA,KLEV,NSW)
208  REAL(KIND=JPRB)                  :: PTAU_ZERO(KPROMA,KLEV,NSW)
209  !--fin
210  !--C.Kleinschmitt
211  REAL(KIND=JPRB)                  :: PTAU_LW_ZERO(KPROMA,KLEV,NLW)
212  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PTAU_LW_TOT(KPROMA,KLEV,NLW)
213  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PTAU_LW_NAT(KPROMA,KLEV,NLW)
214  !--end
215  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PREF_LIQ(KPROMA,KLEV)
216  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PREF_ICE(KPROMA,KLEV)
217  !--OB
218  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PREF_LIQ_PI(KPROMA,KLEV)
219  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(IN)    :: PREF_ICE_PI(KPROMA,KLEV)
220  LOGICAL, INTENT(in)  :: ok_ade, ok_aie         ! switches whether to use aerosol direct (indirect) effects or not
221  LOGICAL, INTENT(in)  :: ok_volcan              ! produce volcanic diags (SW/LW heat flux and rate)
222  INTEGER, INTENT(in)  :: flag_aerosol           ! takes value 0 (no aerosol) or 1 to 6 (aerosols)
223  LOGICAL, INTENT(in)  :: flag_aerosol_strat     ! use stratospheric aerosols
224  LOGICAL, INTENT(in)  :: flag_aer_feedback      ! use aerosols radiative feedback
225  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(out)   :: PTOPSWADAERO(KPROMA), PSOLSWADAERO(KPROMA)       ! Aerosol direct forcing at TOA and surface
226  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PTOPSWAD0AERO(KPROMA), PSOLSWAD0AERO(KPROMA)     ! Aerosol direct forcing at TOA and surface
227  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PTOPSWAIAERO(KPROMA), PSOLSWAIAERO(KPROMA)       ! ditto, indirect
228  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PTOPSWCFAERO(KPROMA,3), PSOLSWCFAERO(KPROMA,3) !--do we keep this ?
229  !--fin
230  !--NL
231  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PSWADAERO(KPROMA, KLEV+1)                        ! SW Aerosol direct forcing
232  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PLWADAERO(KPROMA, KLEV+1)                        ! LW Aerosol direct forcing
233  !--CK
234  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(out)   :: PTOPLWADAERO(KPROMA), PSOLLWADAERO(KPROMA)       ! LW Aerosol direct forcing at TOA + surface
235  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PTOPLWAD0AERO(KPROMA), PSOLLWAD0AERO(KPROMA)     ! LW Aerosol direct forcing at TOA + surface
236  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PTOPLWAIAERO(KPROMA), PSOLLWAIAERO(KPROMA)       ! LW Aer. indirect forcing at TOA + surface
237  !--end
238  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PEMTD(KPROMA,KLEV+1)
239  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PEMTU(KPROMA,KLEV+1)
240  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PTRSO(KPROMA,KLEV+1)
241  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(INOUT) :: PTH(KPROMA,KLEV+1)
242  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PCTRSO(KPROMA,2)
243  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PCEMTR(KPROMA,2)
244  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PTRSOD(KPROMA)
245  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PLWFC(KPROMA,2)
246  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PLWFT(KPROMA,KLEV+1)
247  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PSWFC(KPROMA,2)
248  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PSWFT(KPROMA,KLEV+1)
249  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PSFSWDIR(KPROMA,NSW)
250  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PSFSWDIF(KPROMA,NSW)
251  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSDNN(KPROMA)
252  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSDNV(KPROMA)
253  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFLUX(KPROMA,2,KLEV+1) ! LW total sky flux (1=up, 2=down)
254  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFLUC(KPROMA,2,KLEV+1) ! LW clear sky flux (1=up, 2=down)
255  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSDN(KPROMA,KLEV+1)   ! SW total sky flux down
256  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSUP(KPROMA,KLEV+1)   ! SW total sky flux up
257  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSCDN(KPROMA,KLEV+1)  ! SW clear sky flux down
258  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSCUP(KPROMA,KLEV+1)  ! SW clear sky flux up
259  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSCCDN(KPROMA,KLEV+1) ! SW clear sky clean (no aerosol) flux down
260  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFSCCUP(KPROMA,KLEV+1) ! SW clear sky clean (no aerosol) flux up
261  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFLCCDN(KPROMA,KLEV+1) ! LW clear sky clean (no aerosol) flux down
262  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: PFLCCUP(KPROMA,KLEV+1) ! LW clear sky clean (no aerosol) flux up
263  !--ajout VOLMIP
264  REAL(KIND=JPRB)   ,INTENT(OUT)   :: volmip_solsw(KPROMA) ! SW clear sky in the case of VOLMIP
265  INTEGER, INTENT(IN)              :: flag_volc_surfstrat !--VOlMIP Modif
266
267  !     ==== COMPUTED IN RADITE ===
268  !     ------------------------------------------------------------------
269  !*       0.2   LOCAL ARRAYS.
270  !              -------------
271  REAL(KIND=JPRB) :: ZRAER  (KPROMA,6,KLEV)
272  REAL(KIND=JPRB) :: ZRCLC  (KPROMA,KLEV)
273  REAL(KIND=JPRB) :: ZRMU0  (KPROMA)
274  REAL(KIND=JPRB) :: ZRPR   (KPROMA,KLEV)
275  REAL(KIND=JPRB) :: ZRTI   (KPROMA,KLEV)
276  REAL(KIND=JPRB) :: ZQLWP (KPROMA,KLEV ) , ZQIWP (KPROMA,KLEV )
277
278  REAL(KIND=JPRB) :: ZPQO3 (KPROMA,KLEV)
279  REAL(KIND=JPRB) :: ZQOZ (NGPTOT,KLEV)
280  REAL(KIND=JPRB) :: ZQS    (KPROMA,KLEV)
281  REAL(KIND=JPRB) :: ZQ     (KPROMA,KLEV)
282  REAL(KIND=JPRB) :: ZEMTD  (KPROMA,KLEV+1)
283  REAL(KIND=JPRB) :: ZEMTU  (KPROMA,KLEV+1)
284  REAL(KIND=JPRB) :: ZTRSOC (KPROMA,2)
285  REAL(KIND=JPRB) :: ZEMTC  (KPROMA,2)
286
287  REAL(KIND=JPRB) :: ZNBAS  (KPROMA)
288  REAL(KIND=JPRB) :: ZNTOP  (KPROMA)
289  REAL(KIND=JPRB) :: ZQRAIN (KPROMA,KLEV)
290  REAL(KIND=JPRB) :: ZQRAINT(KPROMA,KLEV)
291  REAL(KIND=JPRB) :: ZCCNL  (KPROMA)
292  REAL(KIND=JPRB) :: ZCCNO  (KPROMA)
293
294  !  output of radlsw
295
296  REAL(KIND=JPRB) :: ZEMIT  (KPROMA)
297  REAL(KIND=JPRB) :: ZFCT   (KPROMA,KLEV+1)
298  REAL(KIND=JPRB) :: ZFLT   (KPROMA,KLEV+1)
299  REAL(KIND=JPRB) :: ZFCS   (KPROMA,KLEV+1)
300  REAL(KIND=JPRB) :: ZFLS   (KPROMA,KLEV+1)
301  REAL(KIND=JPRB) :: ZFRSOD (KPROMA),ZSUDU(KPROMA)
302  REAL(KIND=JPRB) :: ZPARF  (KPROMA),ZUVDF(KPROMA),ZPARCF(KPROMA),ZTINCF(KPROMA)
303
304  INTEGER(KIND=JPIM) :: IBEG, IEND, JK, JL
305
306  REAL(KIND=JPRB) :: ZCRAE, ZRII0, ZEMIW(KPROMA)
307  REAL(KIND=JPRB) :: ZHOOK_HANDLE
308
309  !---aerosol radiative diagnostics
310  ! Key to define the aerosol effect acting on climate
311  ! OB: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE is now a LOGICAL
312  ! TRUE: fluxes use natural and/or anthropogenic aerosols according to ok_ade and ok_aie, DEFAULT
313  ! FALSE: fluxes use no aerosols (case 1)
314  ! to be used only for maintaining bit reproducibility with aerosol diagnostics activated
315  LOGICAL :: AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE ! now externalized from .def files
316
317  !OB - Fluxes including aerosol effects
318  !              |        direct effect
319  !ind effect    | no aerosol  NATural  TOTal
320  !standard      |   5
321  !natural (PI)  |               1       3     
322  !total   (PD)  |               2       4   
323  ! so we need which case when ?
324  ! if flag_aerosol is on
325  ! ok_ade and ok_aie         = 4-2, 4-3 and 4 to proceed
326  ! ok_ade and not ok_aie     = 3-1 and 3 to proceed
327  ! not ok_ade and ok_aie     = 2-1 and 2 to proceed
328  ! not ok_ade and not ok_aie = 1 to proceed
329  ! therefore the cases have the following corresponding switches
330  ! 1 = not ok_ade and not ok_aie OR not ok_ade and ok_aie and swaero_diag OR ok_ade and not ok_aie and swaero_diag
331  ! 2 = not ok_ade and ok_aie OR ok_aie and ok_ade and swaero_diag
332  ! 3 = ok_ade and not ok_aie OR ok_aie and ok_ade and swaero_diag
333  ! 4 = ok_ade and ok_aie
334  ! 5 = no aerosol feedback wanted or no aerosol at all
335  ! if they are called in this order then the correct call is used to proceed
336
337  REAL(KIND=JPRB) ::  ZFSUP_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
338  REAL(KIND=JPRB) ::  ZFSDN_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
339  REAL(KIND=JPRB) ::  ZFSUP0_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
340  REAL(KIND=JPRB) ::  ZFSDN0_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
341  !--LW (CK):
342  REAL(KIND=JPRB) ::  LWUP_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
343  REAL(KIND=JPRB) ::  LWDN_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
344  REAL(KIND=JPRB) ::  LWUP0_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
345  REAL(KIND=JPRB) ::  LWDN0_AERO(KPROMA,KLEV+1,5)
346
347#include "radlsw.intfb.h"
348
349  IF (LHOOK) CALL DR_HOOK('RECMWF_AERO',0,ZHOOK_HANDLE)
350  IBEG=KST
351  IEND=KEND
352
353  AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE = flag_aer_feedback !NL: externalize aer feedback
354
355
356  !*       1.    PREPARATORY WORK
357  !              ----------------
358  !--OB
359  !        1.0    INITIALIZATIONS
360  !               --------------
361
362  ZFSUP_AERO (:,:,:)=0.
363  ZFSDN_AERO (:,:,:)=0.
364  ZFSUP0_AERO(:,:,:)=0.
365  ZFSDN0_AERO(:,:,:)=0.
366
367  LWUP_AERO (:,:,:)=0.
368  LWDN_AERO (:,:,:)=0.
369  LWUP0_AERO(:,:,:)=0.
370  LWDN0_AERO(:,:,:)=0.
371
372  PTAU_ZERO(:,:,:) =1.e-15
373  PPIZA_ZERO(:,:,:)=1.0
374  PCGA_ZERO(:,:,:) =0.0
375
376  PTAU_LW_ZERO(:,:,:) =1.e-15
377
378
379  !*       1.1    LOCAL CONSTANTS
380  !                ---------------
381
382  ZRII0=RII0
383  ZCRAE=RRAE*(RRAE+2.0_JPRB)
384
385  !*       2.1    FULL-LEVEL QUANTITIES
386
387  ZRPR =PAPRSF
388
389  DO JK=1,KLEV
390     DO JL=IBEG,IEND
391        !   ZPQO3(JL,JK)=PQO3(JL,JK)*PDP(JL,JK)*RMD/RMO3
392        ZPQO3(JL,JK)=PQO3(JL,JK)*PDP(JL,JK)
393        ZRCLC(JL,JK)=MAX( 0.0_JPRB ,MIN( 1.0_JPRB ,PCLFR(JL,JK)))
394        IF (ZRCLC(JL,JK) > REPCLC) THEN
395           ZQLWP(JL,JK)=PQLWP(JL,JK)
396           ZQIWP(JL,JK)=PQIWP(JL,JK)
397        ELSE
398           ZQLWP(JL,JK)=REPH2O*ZRCLC(JL,JK)
399           ZQIWP(JL,JK)=REPH2O*ZRCLC(JL,JK)
400        ENDIF
401        ZQRAIN(JL,JK)=0.
402        ZQRAINT(JL,JK)=0.
403        ZRTI(JL,JK) =PT(JL,JK)
404        ZQS (JL,JK)=MAX(2.0_JPRB*REPH2O,PQS(JL,JK))
405        ZQ  (JL,JK)=MAX(REPH2O,MIN(PQ(JL,JK),ZQS(JL,JK)*(1.0_JPRB-REPH2O)))
406        ZEMIW(JL)=PEMIS(JL)
407     ENDDO
408  ENDDO
409
410  IF (NAER == 0) THEN
411     ZRAER=RCAEROS
412  ELSE
413     DO JK=1,KLEV
414        DO JL=IBEG,IEND
415           ZRAER(JL,1,JK)=PAER(JL,JK,1)
416           ZRAER(JL,2,JK)=PAER(JL,JK,2)
417           ZRAER(JL,3,JK)=PAER(JL,JK,3)
418           ZRAER(JL,4,JK)=PAER(JL,JK,4)
419           ZRAER(JL,5,JK)=RCAEROS
420           ZRAER(JL,6,JK)=PAER(JL,JK,6)
421        ENDDO
422     ENDDO
423  ENDIF
424
425  !*       2.2    HALF-LEVEL QUANTITIES
426
427  DO JK=2,KLEV
428     DO JL=IBEG,IEND
429        PTH(JL,JK)=&
430             & (PT(JL,JK-1)*PAPRSF(JL,JK-1)*(PAPRSF(JL,JK)-PAPRS(JL,JK))&
431             & +PT(JL,JK)*PAPRSF(JL,JK)*(PAPRS(JL,JK)-PAPRSF(JL,JK-1)))&
432             & *(1.0_JPRB/(PAPRS(JL,JK)*(PAPRSF(JL,JK)-PAPRSF(JL,JK-1)))) 
433     ENDDO
434  ENDDO
435
436  !*       2.3     QUANTITIES AT BOUNDARIES
437
438  DO JL=IBEG,IEND
439     PTH(JL,KLEV+1)=PTS(JL)
440     PTH(JL,1)=PT(JL,1)-PAPRSF(JL,1)*(PT(JL,1)-PTH(JL,2))&
441          & /(PAPRSF(JL,1)-PAPRS(JL,2)) 
442     ZNBAS(JL)=1.
443     ZNTOP(JL)=1.
444     ZCCNL(JL)=RCCNLND
445     ZCCNO(JL)=RCCNSEA
446  ENDDO
447
448  !*       3.1     SOLAR ZENITH ANGLE IS EARTH'S CURVATURE
449  !                CORRECTED
450
451  ! CCMVAL: on impose ZRMU0=PMU0 MPL 25032010
452  ! 2eme essai en 3D MPL 20052010
453  !DO JL=IBEG,IEND
454  ! ZRMU0(JL)=PMU0(JL)
455  !ENDDO
456!!!!! A REVOIR MPL 20091201: enleve cette correction pour comparer a AR4
457  DO JL=IBEG,IEND
458     IF (PMU0(JL) > 1.E-10_JPRB) THEN
459        ZRMU0(JL)=RRAE/(SQRT(PMU0(JL)**2+ZCRAE)-PMU0(JL))
460     ELSE
461        ZRMU0(JL)= RRAE/SQRT(ZCRAE)
462     ENDIF
463  ENDDO
464
465  !*         4.1     CALL TO ACTUAL RADIATION SCHEME
466  !
467  !----now we make multiple calls to the radiation according to which
468  !----aerosol flags are on
469
470  IF (flag_aerosol .GT. 0 .OR. flag_aerosol_strat) THEN
471
472     !--Case 1
473     IF ( ( .not. ok_ade .AND. .not. ok_aie ) .OR.             &
474          & ( .not. ok_ade .AND. ok_aie .AND. swaero_diag ) .OR. &
475          & ( ok_ade .AND. .not. ok_aie .AND. swaero_diag ) ) THEN
476
477        ! natural aerosols for direct and indirect effect
478        ! PI cloud optical properties
479        ! use PREF_LIQ_PI and PREF_ICE_PI
480        ! use NAT aerosol optical properties
481        ! store fluxes in index 1
482
483        CALL RADLSW (&
484             & IBEG  , IEND   , KPROMA  , KLEV  , KMODE , NAER,&
485             & ZRII0 ,&
486             & ZRAER , PALBD  , PALBP   , PAPRS , ZRPR  ,&
487             & ZCCNL , ZCCNO  ,&
488             & PCCO2 , ZRCLC  , PDP     , PEMIS , ZEMIW ,PSLM    , ZRMU0 , ZPQO3,&
489             & ZQ    , ZQIWP  , ZQLWP   , ZQS   , ZQRAIN,ZQRAINT ,&
490             & PTH   , ZRTI   , PTS     , ZNBAS , ZNTOP ,&
491             & PREF_LIQ_PI, PREF_ICE_PI,&
492             & ZEMIT , ZFCT   , ZFLT    , ZFCS    , ZFLS  ,&
493             & ZFRSOD, ZSUDU  , ZUVDF   , ZPARF   , ZPARCF, ZTINCF, PSFSWDIR,&
494             & PSFSWDIF,PFSDNN, PFSDNV  ,& 
495             & LRDUST,PPIZA_NAT,PCGA_NAT,PTAU_NAT,PTAU_LW_NAT,PFLUX,PFLUC,&
496             & PFSDN , PFSUP  , PFSCDN  , PFSCUP )
497
498        !* SAVE VARIABLES IN INTERIM VARIABLES A LA SW_AEROAR4
499        ZFSUP0_AERO(:,:,1) = PFSCUP(:,:)
500        ZFSDN0_AERO(:,:,1) = PFSCDN(:,:)
501
502        ZFSUP_AERO(:,:,1) =  PFSUP(:,:)
503        ZFSDN_AERO(:,:,1) =  PFSDN(:,:)
504
505        LWUP0_AERO(:,:,1) = PFLUC(:,1,:)
506        LWDN0_AERO(:,:,1) = PFLUC(:,2,:)
507
508        LWUP_AERO(:,:,1) = PFLUX(:,1,:)
509        LWDN_AERO(:,:,1) = PFLUX(:,2,:)
510
511     ENDIF
512
513     !--Case 2
514     IF ( ( .not. ok_ade .AND. ok_aie ) .OR. &
515          & ( ok_ade .AND. ok_aie .AND. swaero_diag ) ) THEN
516
517        ! natural aerosols for direct indirect effect
518        ! use NAT aerosol optical properties
519        ! PD cloud optical properties
520        ! use PREF_LIQ and PREF_ICE
521        ! store fluxes in index 2
522
523        CALL RADLSW (&
524             & IBEG  , IEND   , KPROMA  , KLEV  , KMODE , NAER,&
525             & ZRII0 ,&
526             & ZRAER , PALBD  , PALBP   , PAPRS , ZRPR  ,&
527             & ZCCNL , ZCCNO  ,&
528             & PCCO2 , ZRCLC  , PDP     , PEMIS , ZEMIW ,PSLM    , ZRMU0 , ZPQO3,&
529             & ZQ    , ZQIWP  , ZQLWP   , ZQS   , ZQRAIN,ZQRAINT ,&
530             & PTH   , ZRTI   , PTS     , ZNBAS , ZNTOP ,&
531             & PREF_LIQ, PREF_ICE,&
532             & ZEMIT , ZFCT   , ZFLT    , ZFCS    , ZFLS  ,&
533             & ZFRSOD, ZSUDU  , ZUVDF   , ZPARF   , ZPARCF, ZTINCF, PSFSWDIR,&
534             & PSFSWDIF,PFSDNN, PFSDNV  ,& 
535             & LRDUST,PPIZA_NAT,PCGA_NAT,PTAU_NAT,PTAU_LW_NAT,PFLUX,PFLUC,&
536             & PFSDN , PFSUP  , PFSCDN  , PFSCUP )
537
538        !* SAVE VARIABLES IN INTERIM VARIABLES A LA SW_AEROAR4
539        ZFSUP0_AERO(:,:,2) = PFSCUP(:,:)
540        ZFSDN0_AERO(:,:,2) = PFSCDN(:,:)
541
542        ZFSUP_AERO(:,:,2) =  PFSUP(:,:)
543        ZFSDN_AERO(:,:,2) =  PFSDN(:,:)
544
545        LWUP0_AERO(:,:,2) = PFLUC(:,1,:)
546        LWDN0_AERO(:,:,2) = PFLUC(:,2,:)
547
548        LWUP_AERO(:,:,2) = PFLUX(:,1,:)
549        LWDN_AERO(:,:,2) = PFLUX(:,2,:)
550
551     ENDIF ! ok_aie     
552
553     !--Case 3
554     IF ( ( ok_ade .AND. .not. ok_aie ) .OR. &
555          & ( ok_ade .AND. ok_aie .AND. swaero_diag ) ) THEN
556
557        ! direct effect of total aerosol activated
558        ! TOT aerosols for direct effect
559        ! PI cloud optical properties
560        ! use PREF_LIQ_PI and PREF_ICE_PI
561        ! STORE fluxes in index 3
562
563        CALL RADLSW (&
564             & IBEG  , IEND   , KPROMA  , KLEV  , KMODE , NAER,&
565             & ZRII0 ,&
566             & ZRAER , PALBD  , PALBP   , PAPRS , ZRPR  ,&
567             & ZCCNL , ZCCNO  ,&
568             & PCCO2 , ZRCLC  , PDP     , PEMIS , ZEMIW ,PSLM    , ZRMU0 , ZPQO3,&
569             & ZQ    , ZQIWP  , ZQLWP   , ZQS   , ZQRAIN,ZQRAINT ,&
570             & PTH   , ZRTI   , PTS     , ZNBAS , ZNTOP ,&
571             & PREF_LIQ_PI, PREF_ICE_PI,&
572             & ZEMIT , ZFCT   , ZFLT    , ZFCS    , ZFLS  ,&
573             & ZFRSOD, ZSUDU  , ZUVDF   , ZPARF   , ZPARCF, ZTINCF, PSFSWDIR,&
574             & PSFSWDIF,PFSDNN, PFSDNV  ,& 
575             & LRDUST,PPIZA_TOT,PCGA_TOT,PTAU_TOT,PTAU_LW_TOT,PFLUX,PFLUC,&
576             & PFSDN , PFSUP  , PFSCDN  , PFSCUP )
577
578        !* SAVE VARIABLES IN INTERIM VARIABLES A LA SW_AEROAR4
579        ZFSUP0_AERO(:,:,3) = PFSCUP(:,:)
580        ZFSDN0_AERO(:,:,3) = PFSCDN(:,:)
581
582        ZFSUP_AERO(:,:,3) =  PFSUP(:,:)
583        ZFSDN_AERO(:,:,3) =  PFSDN(:,:)
584
585        LWUP0_AERO(:,:,3) = PFLUC(:,1,:)
586        LWDN0_AERO(:,:,3) = PFLUC(:,2,:)
587
588        LWUP_AERO(:,:,3) = PFLUX(:,1,:)
589        LWDN_AERO(:,:,3) = PFLUX(:,2,:)
590
591     ENDIF !-end ok_ade
592
593     !--Case 4
594     IF (ok_ade .and. ok_aie) THEN
595
596        ! total aerosols for direct indirect effect
597        ! use TOT aerosol optical properties
598        ! PD cloud optical properties
599        ! use PREF_LIQ and PREF_ICE
600        ! store fluxes in index 4
601
602        CALL RADLSW (&
603             & IBEG  , IEND   , KPROMA  , KLEV  , KMODE , NAER,&
604             & ZRII0 ,&
605             & ZRAER , PALBD  , PALBP   , PAPRS , ZRPR  ,&
606             & ZCCNL , ZCCNO  ,&
607             & PCCO2 , ZRCLC  , PDP     , PEMIS , ZEMIW ,PSLM    , ZRMU0 , ZPQO3,&
608             & ZQ    , ZQIWP  , ZQLWP   , ZQS   , ZQRAIN,ZQRAINT ,&
609             & PTH   , ZRTI   , PTS     , ZNBAS , ZNTOP ,&
610             & PREF_LIQ, PREF_ICE,&
611             & ZEMIT , ZFCT   , ZFLT    , ZFCS    , ZFLS  ,&
612             & ZFRSOD, ZSUDU  , ZUVDF   , ZPARF   , ZPARCF, ZTINCF, PSFSWDIR,&
613             & PSFSWDIF,PFSDNN, PFSDNV  ,& 
614             & LRDUST,PPIZA_TOT,PCGA_TOT,PTAU_TOT,PTAU_LW_TOT,PFLUX,PFLUC,&
615             & PFSDN , PFSUP  , PFSCDN  , PFSCUP )
616
617        !* SAVE VARIABLES IN INTERIM VARIABLES A LA SW_AEROAR4
618        ZFSUP0_AERO(:,:,4) = PFSCUP(:,:)
619        ZFSDN0_AERO(:,:,4) = PFSCDN(:,:)
620
621        ZFSUP_AERO(:,:,4) =  PFSUP(:,:)
622        ZFSDN_AERO(:,:,4) =  PFSDN(:,:)
623
624        LWUP0_AERO(:,:,4) = PFLUC(:,1,:)
625        LWDN0_AERO(:,:,4) = PFLUC(:,2,:)
626
627        LWUP_AERO(:,:,4) = PFLUX(:,1,:)
628        LWDN_AERO(:,:,4) = PFLUX(:,2,:)
629
630     ENDIF ! ok_ade .and. ok_aie
631
632  ENDIF !--if flag_aerosol GT 0 OR flag_aerosol_strat
633
634  ! case with no aerosols at all is also computed IF ACTIVEFEEDBACK_ACTIVE is false
635  IF (.not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .OR. flag_aerosol .EQ. 0 .OR. swaerofree_diag) THEN   
636
637     ! ZERO aerosol effect
638     ! ZERO aerosol optical depth
639     ! STANDARD cloud optical properties
640     ! STORE fluxes in index 5
641
642     CALL RADLSW (&
643          & IBEG  , IEND   , KPROMA  , KLEV  , KMODE , NAER,&
644          & ZRII0 ,&
645          & ZRAER , PALBD  , PALBP   , PAPRS , ZRPR  ,&
646          & ZCCNL , ZCCNO  ,&
647          & PCCO2 , ZRCLC  , PDP     , PEMIS , ZEMIW ,PSLM    , ZRMU0 , ZPQO3,&
648          & ZQ    , ZQIWP  , ZQLWP   , ZQS   , ZQRAIN,ZQRAINT ,&
649          & PTH   , ZRTI   , PTS     , ZNBAS , ZNTOP ,&
650          !--this needs to be changed to fixed cloud optical properties
651          & PREF_LIQ_PI, PREF_ICE_PI,&
652          & ZEMIT , ZFCT   , ZFLT    , ZFCS    , ZFLS  ,&
653          & ZFRSOD, ZSUDU  , ZUVDF   , ZPARF   , ZPARCF, ZTINCF, PSFSWDIR,&
654          & PSFSWDIF,PFSDNN, PFSDNV  ,& 
655          & LRDUST,PPIZA_ZERO,PCGA_ZERO,PTAU_ZERO, PTAU_LW_ZERO,PFLUX,PFLUC,&
656          & PFSDN , PFSUP  , PFSCDN  , PFSCUP )
657
658     !* SAVE VARIABLES IN INTERIM VARIABLES A LA SW_AEROAR4
659     ZFSUP0_AERO(:,:,5) = PFSCUP(:,:)
660     ZFSDN0_AERO(:,:,5) = PFSCDN(:,:)
661
662     ZFSUP_AERO(:,:,5) =  PFSUP(:,:)
663     ZFSDN_AERO(:,:,5) =  PFSDN(:,:)
664
665     LWUP0_AERO(:,:,5) = PFLUC(:,1,:)
666     LWDN0_AERO(:,:,5) = PFLUC(:,2,:)
667
668     LWUP_AERO(:,:,5) = PFLUX(:,1,:)
669     LWDN_AERO(:,:,5) = PFLUX(:,2,:)
670
671  ENDIF ! .not. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE
672
673  !*         4.2     TRANSFORM FLUXES TO MODEL HISTORICAL VARIABLES
674
675  DO JK=1,KLEV+1
676     DO JL=IBEG,IEND
677        PSWFT(JL,JK)=ZFLS(JL,JK)/(ZRII0*ZRMU0(JL))
678        PLWFT(JL,JK)=ZFLT(JL,JK)
679     ENDDO
680  ENDDO
681
682  ZEMTD=PLWFT
683  ZEMTU=PLWFT
684
685  DO JL=IBEG,IEND
686     ZTRSOC(JL, 1)=ZFCS(JL,     1)/(ZRII0*ZRMU0(JL))
687     ZTRSOC(JL, 2)=ZFCS(JL,KLEV+1)/(ZRII0*ZRMU0(JL))
688     ZEMTC (JL, 1)=ZFCT(JL,     1)
689     ZEMTC (JL, 2)=ZFCT(JL,KLEV+1)
690  ENDDO
691
692  !                 ------------ -- ------- -- ---- -----
693  !*         5.1    STORAGE OF TRANSMISSIVITY AND EMISSIVITIES
694  !*                IN KPROMA-LONG ARRAYS
695
696  DO JK=1,KLEV+1
697     DO JL=IBEG,IEND
698        PEMTD(JL,JK)=ZEMTD(JL,JK)
699        PEMTU(JL,JK)=ZEMTU(JL,JK)
700        PTRSO(JL,JK)=MAX(0.0_JPRB,MIN(1.0_JPRB,PSWFT(JL,JK)))
701     ENDDO
702  ENDDO
703  DO JK=1,2
704     DO JL=IBEG,IEND
705        PCEMTR(JL,JK)=ZEMTC (JL,JK)
706        PCTRSO(JL,JK)=MAX( 0.0_JPRB,MIN(1.0_JPRB,ZTRSOC(JL,JK)))
707     ENDDO
708  ENDDO
709  DO JL=IBEG,IEND
710     PTRSOD(JL)=MAX(0.0_JPRB,MIN(1.0_JPRB,ZFRSOD(JL)/(ZRII0*ZRMU0(JL))))
711  ENDDO
712
713  !*         7.3   RECONSTRUCT FLUXES FOR DIAGNOSTICS
714
715  DO JL=IBEG,IEND
716     IF (PMU0(JL) < 1.E-10_JPRB) ZRMU0(JL)=0.0_JPRB
717  ENDDO
718  DO JK=1,KLEV+1
719     DO JL=IBEG,IEND
720        PLWFT(JL,JK)=PEMTD(JL,JK)
721        PSWFT(JL,JK)=ZRMU0(JL)*ZRII0*PTRSO(JL,JK)
722     ENDDO
723  ENDDO
724  DO JK=1,2
725     DO JL=IBEG,IEND
726        PSWFC(JL,JK)=ZRMU0(JL)*ZRII0*PCTRSO(JL,JK)
727        PLWFC(JL,JK)=PCEMTR(JL,JK)
728     ENDDO
729  ENDDO
730
731  !*  8.0 DIAGNOSTICS
732  !---Now we copy back the correct fields to proceed to the next timestep
733
734  IF  ( AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE .AND. (flag_aerosol .GT. 0 .OR. flag_aerosol_strat) ) THEN
735
736     IF ( ok_ade .and. ok_aie  ) THEN
737        PFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,4)
738        PFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,4)
739        PFSCUP(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,4)
740        PFSCDN(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,4)
741
742        PFLUX(:,1,:) =  LWUP_AERO(:,:,4)
743        PFLUX(:,2,:) =  LWDN_AERO(:,:,4)
744        PFLUC(:,1,:) =  LWUP0_AERO(:,:,4)
745        PFLUC(:,2,:) =  LWDN0_AERO(:,:,4)   
746     ENDIF
747
748     IF ( ok_ade .and. (.not. ok_aie) )  THEN
749        PFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,3)
750        PFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,3)
751        PFSCUP(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,3)
752        PFSCDN(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,3)
753
754        PFLUX(:,1,:) =  LWUP_AERO(:,:,3)
755        PFLUX(:,2,:) =  LWDN_AERO(:,:,3)
756        PFLUC(:,1,:) =  LWUP0_AERO(:,:,3)
757        PFLUC(:,2,:) =  LWDN0_AERO(:,:,3)
758     ENDIF
759
760     IF ( (.not. ok_ade) .and. ok_aie  )  THEN
761        PFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,2)
762        PFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,2)
763        PFSCUP(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
764        PFSCDN(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
765
766        PFLUX(:,1,:) =  LWUP_AERO(:,:,2)
767        PFLUX(:,2,:) =  LWDN_AERO(:,:,2)
768        PFLUC(:,1,:) =  LWUP0_AERO(:,:,2)
769        PFLUC(:,2,:) =  LWDN0_AERO(:,:,2)
770     ENDiF
771
772     IF ((.not. ok_ade) .and. (.not. ok_aie)) THEN
773        PFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,1)
774        PFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,1)
775        PFSCUP(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,1)
776        PFSCDN(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,1)
777
778        PFLUX(:,1,:) =  LWUP_AERO(:,:,1)
779        PFLUX(:,2,:) =  LWDN_AERO(:,:,1)
780        PFLUC(:,1,:) =  LWUP0_AERO(:,:,1)
781        PFLUC(:,2,:) =  LWDN0_AERO(:,:,1)
782     ENDIF
783
784     ! The following allows to compute the forcing diagostics without
785     ! letting the aerosol forcing act on the meteorology
786     ! SEE logic above
787
788  ELSE  !--not AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE
789
790     PFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,5)
791     PFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,5)
792     PFSCUP(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,5)
793     PFSCDN(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,5)
794
795     PFLUX(:,1,:) =  LWUP_AERO(:,:,5)
796     PFLUX(:,2,:) =  LWDN_AERO(:,:,5)
797     PFLUC(:,1,:) =  LWUP0_AERO(:,:,5)
798     PFLUC(:,2,:) =  LWDN0_AERO(:,:,5)
799
800  ENDIF
801
802  !--VolMIP Strat/Surf
803  !--only ok_ade + ok_aie case treated
804  IF (ok_ade.AND.ok_aie.AND.ok_volcan) THEN
805     !--in this case the fluxes used for the heating rates come from case 4 but SW surface radiation is kept from case 2
806     IF (flag_volc_surfstrat.EQ.2) THEN ! STRAT HEATING
807        volmip_solsw(:)= ZFSDN_AERO(:,1,2)-ZFSUP_AERO(:,1,2)
808     ELSEIF (flag_volc_surfstrat.EQ.1) THEN ! SURF COOLING
809        !--in this case the fluxes used for the heating rates come from case 2 but SW surface radiation is kept from case 4
810        PFSUP(:,:) =    ZFSUP_AERO(:,:,2)
811        PFSDN(:,:) =    ZFSDN_AERO(:,:,2)
812        PFSCUP(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,2)
813        PFSCDN(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,2)
814        PFLUX(:,1,:) =  LWUP_AERO(:,:,2)
815        PFLUX(:,2,:) =  LWDN_AERO(:,:,2)
816        PFLUC(:,1,:) =  LWDN0_AERO(:,:,2)
817        PFLUC(:,2,:) =  LWDN0_AERO(:,:,2)
818        volmip_solsw(:)= ZFSDN_AERO(:,1,4)-ZFSUP_AERO(:,1,4)
819     ENDIF
820  ENDIF
821  !--End VolMIP Strat/Surf
822
823  IF (swaerofree_diag) THEN
824     ! copy shortwave clear-sky clean (no aerosol) case
825     PFSCCUP(:,:) =   ZFSUP0_AERO(:,:,5)
826     PFSCCDN(:,:) =   ZFSDN0_AERO(:,:,5)
827     ! copy longwave clear-sky clean (no aerosol) case
828     PFLCCUP(:,:) =   LWUP0_AERO(:,:,5)
829     PFLCCDN(:,:) =   LWDN0_AERO(:,:,5)
830  ENDIF
831
832  !OB- HERE CHECK WITH MP IF BOTTOM AND TOP INDICES ARE OK !!!!!!!!!!!!!!!!!!
833  ! net anthropogenic forcing direct and 1st indirect effect diagnostics
834  ! requires a natural aerosol field read and used
835  ! Difference of net fluxes from double call to radiation
836  ! Will need to be extended to LW radiation -> done by CK (2014-05-23)
837
838  IF (flag_aerosol .GT. 0 .OR. flag_aerosol_strat) THEN
839
840     IF (ok_ade.AND.ok_aie) THEN
841
842        ! direct anthropogenic forcing
843        PSOLSWADAERO(:)  = (ZFSDN_AERO(:,1,4)      -ZFSUP_AERO(:,1,4))      -(ZFSDN_AERO(:,1,2)      -ZFSUP_AERO(:,1,2))
844        PTOPSWADAERO(:)  = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,4) -ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,4)) -(ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,2) -ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,2))
845        PSOLSWAD0AERO(:) = (ZFSDN0_AERO(:,1,4)     -ZFSUP0_AERO(:,1,4))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,2)     -ZFSUP0_AERO(:,1,2))
846        PTOPSWAD0AERO(:) = (ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,4)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,4))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,2)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,2))
847        IF(ok_volcan) THEN
848           PSWADAERO(:,:)  = (ZFSDN_AERO(:,:,4) -ZFSUP_AERO(:,:,4)) -(ZFSDN_AERO(:,:,2) -ZFSUP_AERO(:,:,2)) !--NL
849        ENDIF
850
851        ! indirect anthropogenic forcing
852        PSOLSWAIAERO(:) = (ZFSDN_AERO(:,1,4)     -ZFSUP_AERO(:,1,4))     -(ZFSDN_AERO(:,1,3)     -ZFSUP_AERO(:,1,3))
853        PTOPSWAIAERO(:) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,4)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,4))-(ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,3)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,3))
854
855        ! Cloud radiative forcing with natural aerosol for direct effect
856        PSOLSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,1,2)     -ZFSUP_AERO(:,1,2))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,2)     -ZFSUP0_AERO(:,1,2))
857        PTOPSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,2)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,2))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,2)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,2))
858        ! Cloud radiative forcing with anthropogenic aerosol for direct effect
859        PSOLSWCFAERO(:,2) = (ZFSDN_AERO(:,1,4)     -ZFSUP_AERO(:,1,4))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,4)     -ZFSUP0_AERO(:,1,4))
860        PTOPSWCFAERO(:,2) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,4)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,4))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,4)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,4))
861        ! Cloud radiative forcing with no direct effect at all
862        PSOLSWCFAERO(:,3) = 0.0
863        PTOPSWCFAERO(:,3) = 0.0
864
865        ! LW direct anthropogenic forcing
866        PSOLLWADAERO(:)  = (-LWDN_AERO(:,1,4)      -LWUP_AERO(:,1,4))      -(-LWDN_AERO(:,1,2)      -LWUP_AERO(:,1,2))
867        PTOPLWADAERO(:)  = (-LWDN_AERO(:,KLEV+1,4) -LWUP_AERO(:,KLEV+1,4)) -(-LWDN_AERO(:,KLEV+1,2) -LWUP_AERO(:,KLEV+1,2))
868        PSOLLWAD0AERO(:) = (-LWDN0_AERO(:,1,4)     -LWUP0_AERO(:,1,4))     -(-LWDN0_AERO(:,1,2)     -LWUP0_AERO(:,1,2))
869        PTOPLWAD0AERO(:) = (-LWDN0_AERO(:,KLEV+1,4)-LWUP0_AERO(:,KLEV+1,4))-(-LWDN0_AERO(:,KLEV+1,2)-LWUP0_AERO(:,KLEV+1,2))
870        IF(ok_volcan) THEN
871           PLWADAERO(:,:)  = (-LWDN_AERO(:,:,4) -LWUP_AERO(:,:,4)) -(-LWDN_AERO(:,:,2) -LWUP_AERO(:,:,2)) !--NL
872        ENDIF
873
874        ! LW indirect anthropogenic forcing
875        PSOLLWAIAERO(:) = (-LWDN_AERO(:,1,4)     -LWUP_AERO(:,1,4))     -(-LWDN_AERO(:,1,3)     -LWUP_AERO(:,1,3))
876        PTOPLWAIAERO(:) = (-LWDN_AERO(:,KLEV+1,4)-LWUP_AERO(:,KLEV+1,4))-(-LWDN_AERO(:,KLEV+1,3)-LWUP_AERO(:,KLEV+1,3))
877
878     ENDIF
879
880     IF (ok_ade.AND..NOT.ok_aie) THEN
881
882        ! direct anthropogenic forcing
883        PSOLSWADAERO(:)  = (ZFSDN_AERO(:,1,3)      -ZFSUP_AERO(:,1,3))      -(ZFSDN_AERO(:,1,1)      -ZFSUP_AERO(:,1,1))
884        PTOPSWADAERO(:)  = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,3) -ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,3)) -(ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,1) -ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,1))
885        PSOLSWAD0AERO(:) = (ZFSDN0_AERO(:,1,3)     -ZFSUP0_AERO(:,1,3))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,1)     -ZFSUP0_AERO(:,1,1))
886        PTOPSWAD0AERO(:) = (ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,3)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,3))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,1)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,1))
887        IF(ok_volcan) THEN
888           PSWADAERO(:,:)  = (ZFSDN_AERO(:,:,3) -ZFSUP_AERO(:,:,3)) -(ZFSDN_AERO(:,:,1) -ZFSUP_AERO(:,:,1)) !--NL
889        ENDIF
890
891        ! indirect anthropogenic forcing
892        PSOLSWAIAERO(:) = 0.0
893        PTOPSWAIAERO(:) = 0.0
894
895        ! Cloud radiative forcing with natural aerosol for direct effect
896        PSOLSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,1,1)     -ZFSUP_AERO(:,1,1))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,1)     -ZFSUP0_AERO(:,1,1))
897        PTOPSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,1)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,1))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,1)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,1))
898        ! Cloud radiative forcing with anthropogenic aerosol for direct effect
899        PSOLSWCFAERO(:,2) = (ZFSDN_AERO(:,1,3)     -ZFSUP_AERO(:,1,3))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,3)     -ZFSUP0_AERO(:,1,3))
900        PTOPSWCFAERO(:,2) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,3)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,3))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,3)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,3))
901        ! Cloud radiative forcing with no direct effect at all
902        PSOLSWCFAERO(:,3) = 0.0
903        PTOPSWCFAERO(:,3) = 0.0
904
905        ! LW direct anthropogenic forcing
906        PSOLLWADAERO(:)  = (-LWDN_AERO(:,1,3)      -LWUP_AERO(:,1,3))      -(-LWDN_AERO(:,1,1)      -LWUP_AERO(:,1,1))
907        PTOPLWADAERO(:)  = (-LWDN_AERO(:,KLEV+1,3) -LWUP_AERO(:,KLEV+1,3)) -(-LWDN_AERO(:,KLEV+1,1) -LWUP_AERO(:,KLEV+1,1))
908        PSOLLWAD0AERO(:) = (-LWDN0_AERO(:,1,3)     -LWUP0_AERO(:,1,3))     -(-LWDN0_AERO(:,1,1)     -LWUP0_AERO(:,1,1))
909        PTOPLWAD0AERO(:) = (-LWDN0_AERO(:,KLEV+1,3)-LWUP0_AERO(:,KLEV+1,3))-(-LWDN0_AERO(:,KLEV+1,1)-LWUP0_AERO(:,KLEV+1,1))
910        IF(ok_volcan) THEN
911           PLWADAERO(:,:)  = (-LWDN_AERO(:,:,3) -LWUP_AERO(:,:,3)) -(-LWDN_AERO(:,:,1) -LWUP_AERO(:,:,1)) !--NL
912        ENDIF
913
914        ! LW indirect anthropogenic forcing
915        PSOLLWAIAERO(:) = 0.0
916        PTOPLWAIAERO(:) = 0.0
917
918     ENDIF
919
920     IF (.NOT.ok_ade.AND.ok_aie) THEN
921
922        ! direct anthropogenic forcing
923        PSOLSWADAERO(:)  = 0.0
924        PTOPSWADAERO(:)  = 0.0
925        PSOLSWAD0AERO(:) = 0.0
926        PTOPSWAD0AERO(:) = 0.0
927        IF(ok_volcan) THEN
928           PSWADAERO(:,:)  = 0.0 !--NL
929        ENDIF
930
931        ! indirect anthropogenic forcing
932        PSOLSWAIAERO(:) = (ZFSDN_AERO(:,1,2)     -ZFSUP_AERO(:,1,2))     -(ZFSDN_AERO(:,1,1)     -ZFSUP_AERO(:,1,1))
933        PTOPSWAIAERO(:) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,2)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,2))-(ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,1)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,1))
934
935        ! Cloud radiative forcing with natural aerosol for direct effect
936        PSOLSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,1,2)     -ZFSUP_AERO(:,1,2))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,2)     -ZFSUP0_AERO(:,1,2))
937        PTOPSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,2)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,2))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,2)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,2))
938        ! Cloud radiative forcing with anthropogenic aerosol for direct effect
939        PSOLSWCFAERO(:,2) = 0.0
940        PTOPSWCFAERO(:,2) = 0.0
941        ! Cloud radiative forcing with no direct effect at all
942        PSOLSWCFAERO(:,3) = 0.0
943        PTOPSWCFAERO(:,3) = 0.0
944
945        ! LW direct anthropogenic forcing
946        PSOLLWADAERO(:)  = 0.0
947        PTOPLWADAERO(:)  = 0.0
948        PSOLLWAD0AERO(:) = 0.0
949        PTOPLWAD0AERO(:) = 0.0
950        IF(ok_volcan) THEN
951           PLWADAERO(:,:)  = 0.0 !--NL
952        ENDIF
953
954        ! LW indirect anthropogenic forcing
955        PSOLLWAIAERO(:) = (-LWDN_AERO(:,1,2)     -LWUP_AERO(:,1,2))     -(-LWDN_AERO(:,1,1)     -LWUP_AERO(:,1,1))
956        PTOPLWAIAERO(:) = (-LWDN_AERO(:,KLEV+1,2)-LWUP_AERO(:,KLEV+1,2))-(-LWDN_AERO(:,KLEV+1,1)-LWUP_AERO(:,KLEV+1,1))
957
958     ENDIF
959
960     IF (.NOT.ok_ade.AND..NOT.ok_aie) THEN
961
962        ! direct anthropogenic forcing
963        PSOLSWADAERO(:)  = 0.0
964        PTOPSWADAERO(:)  = 0.0
965        PSOLSWAD0AERO(:) = 0.0
966        PTOPSWAD0AERO(:) = 0.0
967        IF(ok_volcan) THEN
968           PSWADAERO(:,:)  = 0.0 !--NL
969        ENDIF
970
971        ! indirect anthropogenic forcing
972        PSOLSWAIAERO(:) = 0.0
973        PTOPSWAIAERO(:) = 0.0
974
975        ! Cloud radiative forcing with natural aerosol for direct effect
976        PSOLSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,1,1)     -ZFSUP_AERO(:,1,1))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,1)     -ZFSUP0_AERO(:,1,1))
977        PTOPSWCFAERO(:,1) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,1)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,1))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,1)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,1))
978        ! Cloud radiative forcing with anthropogenic aerosol for direct effect
979        PSOLSWCFAERO(:,2) = 0.0
980        PTOPSWCFAERO(:,2) = 0.0
981        ! Cloud radiative forcing with no direct effect at all
982        PSOLSWCFAERO(:,3) = 0.0
983        PTOPSWCFAERO(:,3) = 0.0
984
985        ! LW direct anthropogenic forcing
986        PSOLLWADAERO(:)  = 0.0
987        PTOPLWADAERO(:)  = 0.0
988        PSOLLWAD0AERO(:) = 0.0
989        PTOPLWAD0AERO(:) = 0.0
990        IF(ok_volcan) THEN
991           PLWADAERO(:,:)  = 0.0 !--NL
992        ENDIF
993
994        ! LW indirect anthropogenic forcing
995        PSOLLWAIAERO(:) = 0.0
996        PTOPLWAIAERO(:) = 0.0
997
998     ENDIF
999
1000  ENDIF
1001
1002  !IF (swaero_diag .OR. .NOT. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE) THEN
1003  IF (.NOT. AEROSOLFEEDBACK_ACTIVE) THEN
1004     ! Cloudforcing without aerosol at all
1005     PSOLSWCFAERO(:,3) = (ZFSDN_AERO(:,1,5)     -ZFSUP_AERO(:,1,5))     -(ZFSDN0_AERO(:,1,5)     -ZFSUP0_AERO(:,1,5))
1006     PTOPSWCFAERO(:,3) = (ZFSDN_AERO(:,KLEV+1,5)-ZFSUP_AERO(:,KLEV+1,5))-(ZFSDN0_AERO(:,KLEV+1,5)-ZFSUP0_AERO(:,KLEV+1,5))
1007
1008  ENDIF
1009
1010  IF (LHOOK) CALL DR_HOOK('RECMWF_AERO',1,ZHOOK_HANDLE)
1011END SUBROUTINE RECMWF_AERO
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