source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/tracco2i_mod.F90 @ 3367

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1MODULE tracco2i_mod
2!
3! This module does the work for the interactive CO2 tracers
4!
5CONTAINS
6
7  SUBROUTINE tracco2i(pdtphys, debutphy, &
8       xlat, xlon, pphis, pphi, &
9       t_seri, pplay, paprs, tr_seri, source)
10
11    USE dimphy
12    USE infotrac
13    USE geometry_mod, ONLY : cell_area
14    USE mod_grid_phy_lmdz
15    USE mod_phys_lmdz_mpi_data, ONLY :  is_mpi_root
16    USE mod_phys_lmdz_para, ONLY: gather, bcast, scatter
17    USE phys_cal_mod
18
19    IMPLICIT NONE
20
21    INCLUDE "clesphys.h"
22    INCLUDE "YOMCST.h"
23
24! Input argument
25!---------------
26    REAL,INTENT(IN)    :: pdtphys    ! Pas d'integration pour la physique (seconde)
27    LOGICAL,INTENT(IN) :: debutphy   ! le flag de l'initialisation de la physique
28
29    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: xlat    ! latitudes pour chaque point
30    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: xlon    ! longitudes pour chaque point
31    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: pphis   ! geopotentiel du sol
32    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: pphi    ! geopotentiel de chaque couche
33
34    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: t_seri  ! Temperature
35    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: pplay   ! pression pour le mileu de chaque couche (en Pa)
36    REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: paprs   ! pression pour chaque inter-couche (en Pa)
37    REAL,DIMENSION(klon,nbtr),INTENT(INOUT):: source  ! flux de traceur [U/m2/s]
38
39! Output argument
40!----------------
41    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(INOUT)  :: tr_seri ! Concentration Traceur [U/kgA] 
42
43! Local variables
44!----------------
45
46    INTEGER, PARAMETER :: id_CO2=1                           !--temporaire OB=> PC to be changed
47    REAL, PARAMETER    :: MCO2=44.011   !--g/mol
48    INTEGER                                 :: it, k, i
49    REAL, DIMENSION(klon,klev)              :: m_air          ! mass of air in every grid box [kg]
50    REAL, DIMENSION(klon)                   :: co2ff          ! surface fossil-fuel CO2 emissions [kg CO2/m2/s]
51    REAL, DIMENSION(klon)                   :: co2bb          ! surface biomass burning CO2 emissions [kg CO2/m2/s]
52    REAL, DIMENSION(klon_glo,klev) :: co2_glo   ! variable temporaire sur la grille global
53    REAL, DIMENSION(klon_glo,klev) :: m_air_glo ! variable temporaire sur la grille global
54
55
56    INTEGER, SAVE :: mth_pre=0
57!$OMP THREADPRIVATE(mth_pre)
58    REAL, SAVE :: RCO2_glo
59!$OMP THREADPRIVATE(RCO2_glo)
60
61    IF (is_mpi_root) THEN
62      PRINT *,'in tracco2i: date from phys_cal_mod =',year_cur,'-',mth_cur,'-',day_cur,'-',hour
63    ENDIF
64
65!--initialisation of CO2 field if not in restart file
66!--dirty way of doing, do it better later
67!--convert 280 ppm into kg CO2 / kg air
68    IF (debutphy) THEN
69      IF (MAXVAL(tr_seri(:,:,id_CO2)).LT.1.e-15) THEN
70        tr_seri(:,:,id_CO2)=280.e-6/RMD*MCO2
71      ENDIF
72    ENDIF
73
74!--calculate mass of air in every grid box in kg
75    DO i=1, klon
76    DO k=1, klev
77      m_air(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG*cell_area(i)
78    ENDDO
79    ENDDO
80
81!--call CO2 emission routine
82!--co2bb is zero for now
83    CALL co2_emissions(debutphy,co2ff,co2bb)
84
85!--preparing the net anthropogenic flux at the surface for mixing layer
86!--unit kg CO2 / m2 / s
87    source(:,id_CO2)=co2ff(:)+co2bb(:)
88
89!--computing global mean CO2 for radiation
90!    IF (debutphy.OR.mth_cur.NE.mth_pre) THEN
91      CALL gather(tr_seri(:,:,id_CO2),co2_glo)
92      CALL gather(m_air,m_air_glo)
93!$OMP MASTER
94       IF (is_mpi_root) THEN
95         RCO2_glo=SUM(co2_glo*m_air_glo)/SUM(m_air_glo)*1.e6*RMD/MCO2
96       ENDIF
97       PRINT *,'in tracco2i: global CO2 in ppm =', RCO2_glo
98!$OMP END MASTER
99       CALL bcast(RCO2_glo)
100       mth_pre=mth_cur
101!    ENDIF
102
103  END SUBROUTINE tracco2i
104
105  SUBROUTINE co2_emissions(debutphy,co2ff,co2bb)
106
107    USE dimphy
108    USE infotrac
109    USE geometry_mod, ONLY : cell_area
110    USE mod_grid_phy_lmdz
111    USE mod_phys_lmdz_mpi_data, ONLY: is_mpi_root
112    USE mod_phys_lmdz_para, ONLY: gather, scatter
113    USE phys_cal_mod
114    USE YOMCST
115
116    USE netcdf95, ONLY: nf95_close, nf95_gw_var, nf95_inq_varid, nf95_open
117    USE netcdf, ONLY: nf90_get_var, nf90_noerr, nf90_nowrite
118
119    IMPLICIT NONE
120
121    LOGICAL,INTENT(IN) :: debutphy
122    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(out) :: co2ff            !  fossil-fuel CO2 emissions
123    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(out) :: co2bb            !  biomass burning CO2 emissions
124
125! For NetCDF:
126    INTEGER ncid_in  ! IDs for input files
127    INTEGER varid, ncerr
128
129    INTEGER :: n_glo, n_month
130    REAL, POINTER:: vector(:), time(:)
131    REAL,ALLOCATABLE       :: flx_co2ff_glo(:,:) !  fossil-fuel CO2
132    REAL,ALLOCATABLE, SAVE :: flx_co2ff(:,:)     !  fossil-fuel CO2
133    REAL,ALLOCATABLE       :: flx_co2bb_glo(:,:) !  biomass-burning CO2
134    REAL,ALLOCATABLE, SAVE :: flx_co2bb(:,:)     !  biomass-burning CO2
135!$OMP THREADPRIVATE(flx_co2ff, flx_co2bb)
136
137    LOGICAL, PARAMETER :: readco2ff=.TRUE., readco2bb=.FALSE. !!may be controlled via the .def later on
138
139    IF (debutphy) THEN
140
141    ALLOCATE(flx_co2ff(klon,12))
142    ALLOCATE(flx_co2bb(klon,12))
143
144!$OMP MASTER
145    IF (is_mpi_root) THEN
146   
147      IF (.NOT.ALLOCATED(flx_co2ff_glo)) ALLOCATE(flx_co2ff_glo(n_glo,n_month))
148      IF (.NOT.ALLOCATED(flx_co2bb_glo)) ALLOCATE(flx_co2bb_glo(n_glo,n_month))
149
150!--reading CO2 fossil fuel emissions
151      IF (readco2ff) THEN
152
153        ! ... Open the COZff file
154        CALL nf95_open("sflx_lmdz_co2_ff.nc", nf90_nowrite, ncid_in)
155
156        CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "vector", varid)
157        CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, vector)
158        n_glo = size(vector)
159        IF (n_glo.NE.klon_glo) THEN
160           PRINT *,'sflx_lmdz_co2_ff: le nombre de points n est pas egal a klon_glo'
161           STOP
162        ENDIF
163
164        CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "time", varid)
165        CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, time)
166        n_month = size(time)
167        IF (n_month.NE.12) THEN
168           PRINT *,'sflx_lmdz_co2_ff: le nombre de month n est pas egal a 12'
169           STOP
170        ENDIF
171
172!--reading flx_co2 for fossil fuel
173        CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "flx_co2", varid)
174        ncerr = nf90_get_var(ncid_in, varid, flx_co2ff_glo)
175
176        CALL nf95_close(ncid_in)
177   
178      ELSE  !--co2ff not to be read
179        flx_co2ff_glo(:,:)=0.0
180      ENDIF
181
182!--reading CO2 biomass burning emissions
183      IF (readco2bb) THEN
184
185      ! ... Open the CO2bb file
186      CALL nf95_open("sflx_lmdz_co2_bb.nc", nf90_nowrite, ncid_in)
187
188      CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "vector", varid)
189      CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, vector)
190      n_glo = size(vector)
191      IF (n_glo.NE.klon_glo) THEN
192         PRINT *,'sflx_lmdz_co2_bb: le nombre de points n est pas egal a klon_glo'
193         STOP
194      ENDIF
195
196      CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "time", varid)
197      CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, time)
198      n_month = size(time)
199      IF (n_month.NE.12) THEN
200         PRINT *,'sflx_lmdz_co2_bb: le nombre de month n est pas egal a 12'
201         STOP
202      ENDIF
203
204!--reading flx_co2 for biomass burning
205      CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "flx_co2", varid)
206      ncerr = nf90_get_var(ncid_in, varid, flx_co2bb_glo)
207
208      CALL nf95_close(ncid_in)
209   
210      ELSE  !--co2bb not to be read
211        flx_co2bb_glo(:,:)=0.0
212      ENDIF
213
214    ENDIF
215!$OMP END MASTER
216
217!--scatter on all proc
218    CALL scatter(flx_co2ff_glo,flx_co2ff)
219    CALL scatter(flx_co2bb_glo,flx_co2bb)
220
221!$OMP MASTER
222    IF (is_mpi_root) THEN
223       DEALLOCATE(flx_co2ff_glo)
224       DEALLOCATE(flx_co2bb_glo)
225    ENDIF
226!$OMP END MASTER
227
228  ENDIF !--end debuthy
229
230!---select the correct month
231  IF (mth_cur.LT.1.OR.mth_cur.GT.12) THEN
232    PRINT *,'probleme avec le mois dans co2_ini =', mth_cur
233  ENDIF
234  co2ff(:) = flx_co2ff(:,mth_cur)
235  co2bb(:) = flx_co2bb(:,mth_cur)
236
237  END SUBROUTINE co2_emissions
238
239END MODULE tracco2i_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.