source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/thermcell_main.F90 @ 4350

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Ajout d'un panache descendant sous clef cpp (en developpement)

  • 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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  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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Line 
1
2! $Id: thermcell_main.F90 4318 2022-10-28 11:46:15Z fhourdin $
3!
4      subroutine thermcell_main(itap,ngrid,nlay,ptimestep  &
5     &                  ,pplay,pplev,pphi,debut  &
6     &                  ,pu,pv,pt,po  &
7     &                  ,pduadj,pdvadj,pdtadj,pdoadj  &
8     &                  ,fm0,entr0,detr0,zqta,zqla,lmax  &
9     &                  ,ratqscth,ratqsdiff,zqsatth  &
10     &                  ,zmax0, f0,zw2,fraca,ztv &
11     &                  ,zpspsk,ztla,zthl,ztva &
12     &                  ,pcon,rhobarz,wth3,wmax_sec,lalim,fm,alim_star,zmax &
13#ifdef ISO         
14     &      ,xtpo,xtpdoadj &
15#endif         
16     &   )
17
18
19      USE thermcell_ini_mod, ONLY: thermcell_ini,dqimpl,dvdq,prt_level,lunout,prt_level
20      USE thermcell_ini_mod, ONLY: iflag_thermals_closure,iflag_thermals_ed,tau_thermals,r_aspect_thermals
21      USE thermcell_ini_mod, ONLY: RD,RG
22
23#ifdef ISO
24  USE infotrac_phy, ONLY : ntiso
25#ifdef ISOVERIF
26  USE isotopes_mod, ONLY : iso_eau,iso_HDO
27  USE isotopes_verif_mod, ONLY: iso_verif_egalite, &
28        iso_verif_aberrant_encadre
29#endif
30#endif
31
32
33      IMPLICIT NONE
34
35!=======================================================================
36!   Auteurs: Frederic Hourdin, Catherine Rio, Anne Mathieu
37!   Version du 09.02.07
38!   Calcul du transport vertical dans la couche limite en presence
39!   de "thermiques" explicitement representes avec processus nuageux
40!
41!   Reecriture a partir d'un listing papier a Habas, le 14/02/00
42!
43!   le thermique est suppose homogene et dissipe par melange avec
44!   son environnement. la longueur l_mix controle l'efficacite du
45!   melange
46!
47!   Le calcul du transport des differentes especes se fait en prenant
48!   en compte:
49!     1. un flux de masse montant
50!     2. un flux de masse descendant
51!     3. un entrainement
52!     4. un detrainement
53!
54! Modif 2013/01/04 (FH hourdin@lmd.jussieu.fr)
55!    Introduction of an implicit computation of vertical advection in
56!    the environment of thermal plumes in thermcell_dq
57!    impl =     0 : explicit, 1 : implicit, -1 : old version
58!    controled by iflag_thermals =
59!       15, 16 run with impl=-1 : numerical convergence with NPv3
60!       17, 18 run with impl=1  : more stable
61!    15 and 17 correspond to the activation of the stratocumulus "bidouille"
62!
63! Using
64!    abort_physic
65!    iso_verif_aberrant_encadre
66!    iso_verif_egalite
67!    test_ltherm
68!    thermcell_closure
69!    thermcell_dq
70!    thermcell_dry
71!    thermcell_dv2
72!    thermcell_env
73!    thermcell_flux2
74!    thermcell_height
75!    thermcell_plume
76!    thermcell_plume_5B
77!    thermcell_plume_6A
78!
79!=======================================================================
80
81
82!-----------------------------------------------------------------------
83!   declarations:
84!   -------------
85
86
87!   arguments:
88!   ----------
89      integer, intent(in) :: itap,ngrid,nlay
90      real, intent(in) ::  ptimestep
91      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay)    :: pt,pu,pv,po,pplay,pphi,zpspsk
92      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1)  :: pplev
93      integer, intent(out), dimension(ngrid) :: lmax
94      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: pdtadj,pduadj,pdvadj,pdoadj,entr0,detr0
95      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay)   :: ztla,zqla,zqta,zqsatth,zthl
96      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,zw2,fraca
97      real, intent(inout), dimension(ngrid) :: zmax0,f0
98      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ztva,ztv
99      logical, intent(in) :: debut
100      real,intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: ratqscth,ratqsdiff
101
102      real, intent(out), dimension(ngrid) :: pcon
103      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: rhobarz,wth3
104      real, intent(out), dimension(ngrid) :: wmax_sec
105      integer,intent(out), dimension(ngrid) :: lalim
106      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm
107      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: alim_star
108      real, intent(out), dimension(ngrid) :: zmax
109
110!   local:
111!   ------
112
113
114      integer,save :: igout=1
115!$OMP THREADPRIVATE(igout)
116      integer,save :: lunout1=6
117!$OMP THREADPRIVATE(lunout1)
118      integer,save :: lev_out=10
119!$OMP THREADPRIVATE(lev_out)
120
121      real lambda, zf,zf2,var,vardiff,CHI
122      integer ig,k,l,ierr,ll
123      logical sorties
124      real, dimension(ngrid) :: linter,zmix, zmax_sec
125      integer,dimension(ngrid) :: lmin,lmix,lmix_bis,nivcon
126      real, dimension(ngrid,nlay) :: ztva_est
127      real, dimension(ngrid,nlay) :: deltaz,zlay,zh,zdthladj,zu,zv,zo,zl,zva,zua,zoa
128      real, dimension(ngrid,nlay) :: zta,zha,q2,wq,wthl,wthv,thetath2,wth2
129      real, dimension(ngrid,nlay) :: rho,masse
130      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: zw_est,zlev
131      real, dimension(ngrid) :: wmax,wmax_tmp
132      real, dimension(ngrid,nlay+1) :: f_star
133      real, dimension(ngrid,nlay) :: entr,detr,entr_star,detr_star,alim_star_clos
134      real, dimension(ngrid,nlay) :: zqsat,csc
135      real, dimension(ngrid) :: zcon,zcon2,alim_star_tot,f
136
137      character (len=20) :: modname='thermcell_main'
138      character (len=80) :: abort_message
139
140
141#ifdef ISO
142      REAL xtpo(ntiso,ngrid,nlay),xtpdoadj(ntiso,ngrid,nlay)
143      REAL xtzo(ntiso,ngrid,nlay)
144      REAL xtpdoadj_tmp(ngrid,nlay)
145      REAL xtpo_tmp(ngrid,nlay)
146      REAL xtzo_tmp(ngrid,nlay)
147      integer ixt
148#endif
149
150!
151
152!-----------------------------------------------------------------------
153!   initialisation:
154!   ---------------
155!
156   fm=0. ; entr=0. ; detr=0.
157
158      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main V4'
159
160       sorties=.true.
161      IF(ngrid.NE.ngrid) THEN
162         PRINT*
163         PRINT*,'STOP dans convadj'
164         PRINT*,'ngrid    =',ngrid
165         PRINT*,'ngrid  =',ngrid
166      ENDIF
167!
168!     write(lunout,*)'WARNING thermcell_main f0=max(f0,1.e-2)'
169     do ig=1,ngrid
170         f0(ig)=max(f0(ig),1.e-2)
171         zmax0(ig)=max(zmax0(ig),40.)
172!IMmarche pas ?!       if (f0(ig)<1.e-2) f0(ig)=1.e-2
173     enddo
174
175      if (prt_level.ge.20) then
176       do ig=1,ngrid
177          print*,'th_main ig f0',ig,f0(ig)
178       enddo
179      endif
180!-----------------------------------------------------------------------
181! Calcul de T,q,ql a partir de Tl et qT dans l environnement
182!   --------------------------------------------------------------------
183!
184      CALL thermcell_env(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay,  &
185     &           pplev,zo,zh,zl,ztv,zthl,zu,zv,zpspsk,zqsat,lev_out)
186       
187      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_env'
188
189!------------------------------------------------------------------------
190!                       --------------------
191!
192!
193!                       + + + + + + + + + + +
194!
195!
196!  wa, fraca, wd, fracd --------------------   zlev(2), rhobarz
197!  wh,wt,wo ...
198!
199!                       + + + + + + + + + + +  zh,zu,zv,zo,rho
200!
201!
202!                       --------------------   zlev(1)
203!                       \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
204!
205!
206
207!-----------------------------------------------------------------------
208!   Calcul des altitudes des couches
209!-----------------------------------------------------------------------
210
211      do l=2,nlay
212         zlev(:,l)=0.5*(pphi(:,l)+pphi(:,l-1))/RG
213      enddo
214      zlev(:,1)=0.
215      zlev(:,nlay+1)=(2.*pphi(:,nlay)-pphi(:,nlay-1))/RG
216      do l=1,nlay
217         zlay(:,l)=pphi(:,l)/RG
218      enddo
219      do l=1,nlay
220         deltaz(:,l)=zlev(:,l+1)-zlev(:,l)
221      enddo
222
223!-----------------------------------------------------------------------
224!   Calcul des densites et masses
225!-----------------------------------------------------------------------
226
227      rho(:,:)=pplay(:,:)/(zpspsk(:,:)*RD*ztv(:,:))
228      if (prt_level.ge.10) write(lunout,*) 'WARNING thermcell_main rhobarz(:,1)=rho(:,1)'
229      rhobarz(:,1)=rho(:,1)
230      do l=2,nlay
231         rhobarz(:,l)=0.5*(rho(:,l)+rho(:,l-1))
232      enddo
233      do l=1,nlay
234         masse(:,l)=(pplev(:,l)-pplev(:,l+1))/RG
235      enddo
236      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres initialisation'
237
238!------------------------------------------------------------------
239!
240!             /|\
241!    --------  |  F_k+1 -------   
242!                              ----> D_k
243!             /|\              <---- E_k , A_k
244!    --------  |  F_k ---------
245!                              ----> D_k-1
246!                              <---- E_k-1 , A_k-1
247!
248!
249!
250!
251!
252!    ---------------------------
253!
254!    ----- F_lmax+1=0 ----------         \
255!            lmax     (zmax)              |
256!    ---------------------------          |
257!                                         |
258!    ---------------------------          |
259!                                         |
260!    ---------------------------          |
261!                                         |
262!    ---------------------------          |
263!                                         |
264!    ---------------------------          |
265!                                         |  E
266!    ---------------------------          |  D
267!                                         |
268!    ---------------------------          |
269!                                         |
270!    ---------------------------  \       |
271!            lalim                 |      |
272!    ---------------------------   |      |
273!                                  |      |
274!    ---------------------------   |      |
275!                                  | A    |
276!    ---------------------------   |      |
277!                                  |      |
278!    ---------------------------   |      |
279!    lmin  (=1 pour le moment)     |      |
280!    ----- F_lmin=0 ------------  /      /
281!
282!    ---------------------------
283!    //////////////////////////
284!
285!
286!=============================================================================
287!  Calculs initiaux ne faisant pas intervenir les changements de phase
288!=============================================================================
289
290!------------------------------------------------------------------
291!  1. alim_star est le profil vertical de l'alimentation a la base du
292!     panache thermique, calcule a partir de la flotabilite de l'air sec
293!  2. lmin et lalim sont les indices inferieurs et superieurs de alim_star
294!------------------------------------------------------------------
295!
296      entr_star=0. ; detr_star=0. ; alim_star=0. ; alim_star_tot=0.
297      lmin=1
298
299!-----------------------------------------------------------------------------
300!  3. wmax_sec et zmax_sec sont les vitesses et altitudes maximum d'un
301!     panache sec conservatif (e=d=0) alimente selon alim_star
302!     Il s'agit d'un calcul de type CAPE
303!     zmax_sec est utilise pour determiner la geometrie du thermique.
304!------------------------------------------------------------------------------
305!---------------------------------------------------------------------------------
306!calcul du melange et des variables dans le thermique
307!--------------------------------------------------------------------------------
308!
309      if (prt_level.ge.1) print*,'avant thermcell_plume ',lev_out
310
311!=====================================================================
312! Old version of thermcell_plume in thermcell_plume_6A.F90
313! It includes both thermcell_plume_6A and thermcell_plume_5B corresponding
314! to the 5B and 6A versions used for CMIP5 and CMIP6.
315! The latest was previously named thermcellV1_plume.
316! The new thermcell_plume is a clean version (removing obsolete
317! options) of thermcell_plume_6A.
318! The 3 versions are controled by
319! flag_thermals_ed <= 9 thermcell_plume_6A
320!                  <= 19 thermcell_plume_5B
321!                  else thermcell_plume (default 20 for convergence with 6A)
322! Fredho
323!=====================================================================
324
325      if (iflag_thermals_ed<=9) then
326!         print*,'THERM NOUVELLE/NOUVELLE Arnaud'
327         CALL thermcell_plume_6A(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
328     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
329     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
330     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
331     &    ,lev_out,lunout1,igout)
332
333      elseif (iflag_thermals_ed<=19) then
334!        print*,'THERM RIO et al 2010, version d Arnaud'
335         CALL thermcell_plume_5B(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
336     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
337     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
338     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
339     &    ,lev_out,lunout1,igout)
340      else
341         CALL thermcell_plume(itap,ngrid,nlay,ptimestep,ztv,zthl,po,zl,rhobarz,&
342     &    zlev,pplev,pphi,zpspsk,alim_star,alim_star_tot,  &
343     &    lalim,f0,detr_star,entr_star,f_star,csc,ztva,  &
344     &    ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zw_est,ztva_est,zqsatth,lmix,lmix_bis,linter &
345     &    ,lev_out,lunout1,igout)
346      endif
347
348      if (prt_level.ge.1) print*,'apres thermcell_plume ',lev_out
349
350      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lalim ')
351      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_plum lmix  ')
352
353      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_plume'
354      if (prt_level.ge.10) then
355         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 2'
356         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
357         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
358         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
359         write(lunout1,'(i6,i4,4e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l),entr_star(igout,l),detr_star(igout,l) &
360     &    ,f_star(igout,l+1),l=1,nint(linter(igout))+5)
361      endif
362
363!-------------------------------------------------------------------------------
364! Calcul des caracteristiques du thermique:zmax,zmix,wmax
365!-------------------------------------------------------------------------------
366!
367      CALL thermcell_height(ngrid,nlay,lalim,lmin,linter,lmix,zw2,  &
368     &           zlev,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax)
369! Attention, w2 est transforme en sa racine carree dans cette routine
370! Le probleme vient du fait que linter et lmix sont souvent egaux a 1.
371      wmax_tmp=0.
372      do  l=1,nlay
373         wmax_tmp(:)=max(wmax_tmp(:),zw2(:,l))
374      enddo
375!     print*,"ZMAX ",lalim,lmin,linter,lmix,lmax,zmax,zmax0,zmix,wmax
376
377
378
379      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lalim ')
380      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmin  ')
381      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmix ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmix  ')
382      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_heig lmax  ')
383
384      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_height'
385
386!-------------------------------------------------------------------------------
387! Fermeture,determination de f
388!-------------------------------------------------------------------------------
389!
390!
391      CALL thermcell_dry(ngrid,nlay,zlev,pphi,ztv,alim_star,  &
392    &                      lalim,lmin,zmax_sec,wmax_sec)
393
394 
395call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmin,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lmin  ')
396call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_dry  lalim ')
397
398      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_dry'
399      if (prt_level.ge.10) then
400         write(lunout1,*) 'Dans thermcell_main 1b'
401         write(lunout1,*) 'lmin ',lmin(igout)
402         write(lunout1,*) 'lalim ',lalim(igout)
403         write(lunout1,*) ' ig l alim_star entr_star detr_star f_star '
404         write(lunout1,'(i6,i4,e15.5)') (igout,l,alim_star(igout,l) &
405     &    ,l=1,lalim(igout)+4)
406      endif
407
408
409
410
411! Choix de la fonction d'alimentation utilisee pour la fermeture.
412! Apparemment sans importance
413      alim_star_clos(:,:)=alim_star(:,:)
414      alim_star_clos(:,:)=entr_star(:,:)+alim_star(:,:)
415!
416!CR Appel de la fermeture seche
417      if (iflag_thermals_closure.eq.1) then
418
419     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
420    &   zlev,lalim,alim_star_clos,zmax_sec,wmax_sec,f)
421
422!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
423! Appel avec les zmax et wmax tenant compte de la condensation
424! Semble moins bien marcher
425     else if (iflag_thermals_closure.eq.2) then
426
427     CALL thermcell_closure(ngrid,nlay,r_aspect_thermals,ptimestep,rho,  &
428    &   zlev,lalim,alim_star,zmax,wmax,f)
429
430
431     endif
432
433!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
434
435      if(prt_level.ge.1)print*,'thermcell_closure apres thermcell_closure'
436
437      if (tau_thermals>1.) then
438         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
439         f0=(1.-lambda)*f+lambda*f0
440      else
441         f0=f
442      endif
443
444! Test valable seulement en 1D mais pas genant
445      if (.not. (f0(1).ge.0.) ) then
446              abort_message = '.not. (f0(1).ge.0.)'
447              CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
448      endif
449
450!-------------------------------------------------------------------------------
451!deduction des flux
452
453      CALL thermcell_flux2(ngrid,nlay,ptimestep,masse, &
454     &       lalim,lmax,alim_star,  &
455     &       entr_star,detr_star,f,rhobarz,zlev,zw2,fm,entr,  &
456     &       detr,zqla,lev_out,lunout1,igout)
457
458#undef DevThermcellDown
459#ifdef DevThermcellDown
460      print*,'WARNING !!! routine thermcell_down en cours de developpement'
461      CALL thermcell_down(ngrid,nlay,po,pt,pu,pv,pplay,  &
462     &           pplev,lmax,fm,entr,detr)
463#endif
464
465!IM 060508    &       detr,zqla,zmax,lev_out,lunout,igout)
466
467      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main apres thermcell_flux'
468      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lalim,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lalim ')
469      call test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,lmax ,ztv,po,ztva,zqla,f_star,zw2,'thermcell_flux lmax  ')
470
471!------------------------------------------------------------------
472!   On ne prend pas directement les profils issus des calculs precedents
473!   mais on s'autorise genereusement une relaxation vers ceci avec
474!   une constante de temps tau_thermals (typiquement 1800s).
475!------------------------------------------------------------------
476
477      if (tau_thermals>1.) then
478         lambda=exp(-ptimestep/tau_thermals)
479         fm0=(1.-lambda)*fm+lambda*fm0
480         entr0=(1.-lambda)*entr+lambda*entr0
481         detr0=(1.-lambda)*detr+lambda*detr0
482      else
483         fm0=fm
484         entr0=entr
485         detr0=detr
486      endif
487
488!c------------------------------------------------------------------
489!   calcul du transport vertical
490!------------------------------------------------------------------
491
492      call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
493     &                    zthl,zdthladj,zta,lev_out)
494      call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
495     &                   po,pdoadj,zoa,lev_out)
496
497#ifdef ISO
498        ! C Risi: on utilise directement la meme routine
499        do ixt=1,ntiso
500          do ll=1,nlay
501            DO ig=1,ngrid
502                xtpo_tmp(ig,ll)=xtpo(ixt,ig,ll)
503                xtzo_tmp(ig,ll)=xtzo(ixt,ig,ll)
504            enddo
505          enddo
506          call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse,  &
507     &                   xtpo_tmp,xtpdoadj_tmp,xtzo_tmp,lev_out)
508          do ll=1,nlay
509            DO ig=1,ngrid
510                xtpdoadj(ixt,ig,ll)=xtpdoadj_tmp(ig,ll)
511            enddo
512          enddo
513        enddo
514#endif
515
516#ifdef ISO     
517#ifdef ISOVERIF
518      DO  ll=1,nlay
519        DO ig=1,ngrid
520          if (iso_eau.gt.0) then
521              call iso_verif_egalite(xtpo(iso_eau,ig,ll), &
522     &          po(ig,ll),'thermcell_main 594')
523              call iso_verif_egalite(xtpdoadj(iso_eau,ig,ll), &
524     &          pdoadj(ig,ll),'thermcell_main 596')
525          endif
526          if (iso_HDO.gt.0) then
527              call iso_verif_aberrant_encadre(xtpo(iso_hdo,ig,ll) &
528     &           /po(ig,ll),'thermcell_main 610')
529          endif
530        enddo
531      enddo !DO  ll=1,nlay
532      write(*,*) 'thermcell_main 600 tmp: apres thermcell_dq'
533#endif     
534#endif
535
536
537
538!------------------------------------------------------------------
539! Calcul de la fraction de l'ascendance
540!------------------------------------------------------------------
541      do ig=1,ngrid
542         fraca(ig,1)=0.
543         fraca(ig,nlay+1)=0.
544      enddo
545      do l=2,nlay
546         do ig=1,ngrid
547            if (zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
548            fraca(ig,l)=fm(ig,l)/(rhobarz(ig,l)*zw2(ig,l))
549            else
550            fraca(ig,l)=0.
551            endif
552         enddo
553      enddo
554     
555!------------------------------------------------------------------
556!  calcul du transport vertical du moment horizontal
557!------------------------------------------------------------------
558
559!IM 090508 
560      if (dvdq == 0 ) then
561
562! Calcul du transport de V tenant compte d'echange par gradient
563! de pression horizontal avec l'environnement
564
565         call thermcell_dv2(ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
566!    &    ,fraca*dvdq,zmax &
567     &    ,fraca,zmax &
568     &    ,zu,zv,pduadj,pdvadj,zua,zva,lev_out)
569
570      else
571
572! calcul purement conservatif pour le transport de V
573         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
574     &    ,zu,pduadj,zua,lev_out)
575         call thermcell_dq(ngrid,nlay,dqimpl,ptimestep,fm0,entr0,masse  &
576     &    ,zv,pdvadj,zva,lev_out)
577
578      endif
579
580!     print*,'13 OK convect8'
581      do l=1,nlay
582         do ig=1,ngrid
583           pdtadj(ig,l)=zdthladj(ig,l)*zpspsk(ig,l) 
584         enddo
585      enddo
586
587      if (prt_level.ge.1) print*,'14 OK convect8'
588!------------------------------------------------------------------
589!   Calculs de diagnostiques pour les sorties
590!------------------------------------------------------------------
591!calcul de fraca pour les sorties
592     
593      if (sorties) then
594      if (prt_level.ge.1) print*,'14a OK convect8'
595! calcul du niveau de condensation
596! initialisation
597      do ig=1,ngrid
598         nivcon(ig)=0
599         zcon(ig)=0.
600      enddo
601!nouveau calcul
602      do ig=1,ngrid
603      CHI=zh(ig,1)/(1669.0-122.0*zo(ig,1)/zqsat(ig,1)-zh(ig,1))
604      pcon(ig)=pplay(ig,1)*(zo(ig,1)/zqsat(ig,1))**CHI
605      enddo
606!IM   do k=1,nlay
607      do k=1,nlay-1
608         do ig=1,ngrid
609         if ((pcon(ig).le.pplay(ig,k))  &
610     &      .and.(pcon(ig).gt.pplay(ig,k+1))) then
611            zcon2(ig)=zlay(ig,k)-(pcon(ig)-pplay(ig,k))/(RG*rho(ig,k))/100.
612         endif
613         enddo
614      enddo
615!IM
616      ierr=0
617      do ig=1,ngrid
618        if (pcon(ig).le.pplay(ig,nlay)) then
619           zcon2(ig)=zlay(ig,nlay)-(pcon(ig)-pplay(ig,nlay))/(RG*rho(ig,nlay))/100.
620           ierr=1
621        endif
622      enddo
623      if (ierr==1) then
624           abort_message = 'thermcellV0_main: les thermiques vont trop haut '
625           CALL abort_physic (modname,abort_message,1)
626      endif
627
628      if (prt_level.ge.1) print*,'14b OK convect8'
629      do k=nlay,1,-1
630         do ig=1,ngrid
631            if (zqla(ig,k).gt.1e-10) then
632               nivcon(ig)=k
633               zcon(ig)=zlev(ig,k)
634            endif
635         enddo
636      enddo
637      if (prt_level.ge.1) print*,'14c OK convect8'
638!calcul des moments
639!initialisation
640      do l=1,nlay
641         do ig=1,ngrid
642            q2(ig,l)=0.
643            wth2(ig,l)=0.
644            wth3(ig,l)=0.
645            ratqscth(ig,l)=0.
646            ratqsdiff(ig,l)=0.
647         enddo
648      enddo     
649      if (prt_level.ge.1) print*,'14d OK convect8'
650      if (prt_level.ge.10)write(lunout,*)                                &
651    &     'WARNING thermcell_main wth2=0. si zw2 > 1.e-10'
652      do l=1,nlay
653         do ig=1,ngrid
654            zf=fraca(ig,l)
655            zf2=zf/(1.-zf)
656!
657            thetath2(ig,l)=zf2*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))**2
658            if(zw2(ig,l).gt.1.e-10) then
659             wth2(ig,l)=zf2*(zw2(ig,l))**2
660            else
661             wth2(ig,l)=0.
662            endif
663            wth3(ig,l)=zf2*(1-2.*fraca(ig,l))/(1-fraca(ig,l))  &
664     &                *zw2(ig,l)*zw2(ig,l)*zw2(ig,l)
665            q2(ig,l)=zf2*(zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)**2
666!test: on calcul q2/po=ratqsc
667            ratqscth(ig,l)=sqrt(max(q2(ig,l),1.e-6)/(po(ig,l)*1000.))
668         enddo
669      enddo
670!calcul des flux: q, thetal et thetav
671      do l=1,nlay
672         do ig=1,ngrid
673      wq(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-po(ig,l)*1000.)
674      wthl(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztla(ig,l)-zthl(ig,l))
675      wthv(ig,l)=fraca(ig,l)*zw2(ig,l)*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))
676         enddo
677      enddo
678
679!calcul du ratqscdiff
680      if (prt_level.ge.1) print*,'14e OK convect8'
681      var=0.
682      vardiff=0.
683      ratqsdiff(:,:)=0.
684
685      do l=1,nlay
686         do ig=1,ngrid
687            if (l<=lalim(ig)) then
688            var=var+alim_star(ig,l)*zqta(ig,l)*1000.
689            endif
690         enddo
691      enddo
692
693      if (prt_level.ge.1) print*,'14f OK convect8'
694
695      do l=1,nlay
696         do ig=1,ngrid
697            if (l<=lalim(ig)) then
698               zf=fraca(ig,l)
699               zf2=zf/(1.-zf)
700               vardiff=vardiff+alim_star(ig,l)*(zqta(ig,l)*1000.-var)**2
701            endif
702         enddo
703      enddo
704
705      if (prt_level.ge.1) print*,'14g OK convect8'
706         do l=1,nlay
707            do ig=1,ngrid
708               ratqsdiff(ig,l)=sqrt(vardiff)/(po(ig,l)*1000.)   
709            enddo
710         enddo
711      endif
712
713      if (prt_level.ge.1) print*,'thermcell_main FIN  OK'
714
715 RETURN
716      end subroutine thermcell_main
717
718!=============================================================================
719!/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
720!=============================================================================
721      subroutine test_ltherm(ngrid,nlay,pplay,long,ztv,po,ztva, &  ! in
722    &            zqla,f_star,zw2,comment)                          ! in
723!=============================================================================
724      USE thermcell_ini_mod, ONLY: prt_level
725      IMPLICIT NONE
726
727      integer i, k, ngrid,nlay
728      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: pplay,ztv,po,ztva,zqla
729      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: f_star,zw2
730      integer, intent(in), dimension(ngrid) :: long
731      real seuil
732      character*21 comment
733
734      seuil=0.25
735
736      if (prt_level.ge.1) THEN
737       print*,'WARNING !!! TEST ',comment
738      endif
739      return
740
741!  test sur la hauteur des thermiques ...
742         do i=1,ngrid
743!IMtemp           if (pplay(i,long(i)).lt.seuil*pplev(i,1)) then
744           if (prt_level.ge.10) then
745               print*,'WARNING ',comment,' au point ',i,' K= ',long(i)
746               print*,'  K  P(MB)  THV(K)     Qenv(g/kg)THVA        QLA(g/kg)   F*        W2'
747               do k=1,nlay
748                  write(6,'(i3,7f10.3)') k,pplay(i,k),ztv(i,k),1000*po(i,k),ztva(i,k),1000*zqla(i,k),f_star(i,k),zw2(i,k)
749               enddo
750           endif
751         enddo
752
753
754      return
755      end
756
757! nrlmd le 10/04/2012   Transport de la TKE par le thermique moyen pour la fermeture en ALP
758!                       On transporte pbl_tke pour donner therm_tke
759!                       Copie conforme de la subroutine DTKE dans physiq.F ecrite par Frederic Hourdin
760
761!=======================================================================
762!///////////////////////////////////////////////////////////////////////
763!=======================================================================
764
765      subroutine thermcell_tke_transport( &
766     &     ngrid,nlay,ptimestep,fm0,entr0,rg,pplev,  &   ! in
767     &     therm_tke_max)                                ! out
768      USE thermcell_ini_mod, ONLY: prt_level
769      implicit none
770
771!=======================================================================
772!
773!   Calcul du transport verticale dans la couche limite en presence
774!   de "thermiques" explicitement representes
775!   calcul du dq/dt une fois qu'on connait les ascendances
776!
777!=======================================================================
778
779      integer ngrid,nlay
780
781      real, intent(in) :: ptimestep
782      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay+1) :: fm0,pplev
783      real, intent(in), dimension(ngrid,nlay) :: entr0
784      real, intent(in) :: rg
785      real, intent(out), dimension(ngrid,nlay) :: therm_tke_max
786
787      real detr0(ngrid,nlay)
788      real masse0(ngrid,nlay)
789      real masse(ngrid,nlay),fm(ngrid,nlay+1)
790      real entr(ngrid,nlay)
791      real q(ngrid,nlay)
792      integer lev_out                           ! niveau pour les print
793
794      real qa(ngrid,nlay),detr(ngrid,nlay),wqd(ngrid,nlay+1)
795      integer ig,k
796
797
798      lev_out=0
799
800
801      if (prt_level.ge.1) print*,'Q2 THERMCEL_DQ 0'
802
803!   calcul du detrainement
804      do k=1,nlay
805         detr0(:,k)=fm0(:,k)-fm0(:,k+1)+entr0(:,k)
806         masse0(:,k)=(pplev(:,k)-pplev(:,k+1))/RG
807      enddo
808
809
810! Decalage vertical des entrainements et detrainements.
811      masse(:,1)=0.5*masse0(:,1)
812      entr(:,1)=0.5*entr0(:,1)
813      detr(:,1)=0.5*detr0(:,1)
814      fm(:,1)=0.
815      do k=1,nlay-1
816         masse(:,k+1)=0.5*(masse0(:,k)+masse0(:,k+1))
817         entr(:,k+1)=0.5*(entr0(:,k)+entr0(:,k+1))
818         detr(:,k+1)=0.5*(detr0(:,k)+detr0(:,k+1))
819         fm(:,k+1)=fm(:,k)+entr(:,k)-detr(:,k)
820      enddo
821      fm(:,nlay+1)=0.
822
823
824   q(:,:)=therm_tke_max(:,:)
825!!! nrlmd le 16/09/2010
826      do ig=1,ngrid
827         qa(ig,1)=q(ig,1)
828      enddo
829!!!
830
831    if (1==1) then
832      do k=2,nlay
833         do ig=1,ngrid
834            if ((fm(ig,k+1)+detr(ig,k))*ptimestep.gt.  &
835     &         1.e-5*masse(ig,k)) then
836         qa(ig,k)=(fm(ig,k)*qa(ig,k-1)+entr(ig,k)*q(ig,k))  &
837     &         /(fm(ig,k+1)+detr(ig,k))
838            else
839               qa(ig,k)=q(ig,k)
840            endif
841            if (qa(ig,k).lt.0.) then
842!               print*,'qa<0!!!'
843            endif
844            if (q(ig,k).lt.0.) then
845!               print*,'q<0!!!'
846            endif
847         enddo
848      enddo
849
850! Calcul du flux subsident
851
852      do k=2,nlay
853         do ig=1,ngrid
854            wqd(ig,k)=fm(ig,k)*q(ig,k)
855            if (wqd(ig,k).lt.0.) then
856!               print*,'wqd<0!!!'
857            endif
858         enddo
859      enddo
860      do ig=1,ngrid
861         wqd(ig,1)=0.
862         wqd(ig,nlay+1)=0.
863      enddo
864
865! Calcul des tendances
866      do k=1,nlay
867         do ig=1,ngrid
868            q(ig,k)=q(ig,k)+(detr(ig,k)*qa(ig,k)-entr(ig,k)*q(ig,k)  &
869     &               -wqd(ig,k)+wqd(ig,k+1))  &
870     &               *ptimestep/masse(ig,k)
871         enddo
872      enddo
873
874 endif
875
876   therm_tke_max(:,:)=q(:,:)
877
878      return
879!!! fin nrlmd le 10/04/2012
880     end
881
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.