[1992] | 1 | |
---|
[541] | 2 | ! $Header$ |
---|
| 3 | |
---|
[4657] | 4 | SUBROUTINE vdif_kcay(klon,klev,ngrid,dt, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, & |
---|
[1992] | 5 | teta, cd, q2, q2diag, km, kn, ustar, l_mix) |
---|
[4654] | 6 | |
---|
[1992] | 7 | IMPLICIT NONE |
---|
[541] | 8 | |
---|
[1992] | 9 | ! dt : pas de temps |
---|
| 10 | ! g : g |
---|
| 11 | ! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche |
---|
| 12 | ! de meme indice) |
---|
| 13 | ! zlay : altitude au centre de chaque couche |
---|
| 14 | ! u,v : vitesse au centre de chaque couche |
---|
| 15 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 16 | ! teta : temperature potentielle au centre de chaque couche |
---|
| 17 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 18 | ! cd : cdrag |
---|
| 19 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 20 | ! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche |
---|
| 21 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 22 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 23 | ! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque |
---|
| 24 | ! couche) |
---|
| 25 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 26 | ! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche) |
---|
| 27 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
[541] | 28 | |
---|
[1992] | 29 | ! ....................................................................... |
---|
[4657] | 30 | INTEGER, INTENT(IN) :: klon,klev,ngrid |
---|
[4654] | 31 | REAL,INTENT(IN) :: dt, g, rconst |
---|
| 32 | REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: plev |
---|
| 33 | REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: temp |
---|
[4657] | 34 | REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: ustar |
---|
[4654] | 35 | REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(INOUT) :: zlev |
---|
| 36 | REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: zlay |
---|
| 37 | REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: u |
---|
| 38 | REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: v |
---|
| 39 | REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: teta |
---|
[4657] | 40 | REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: cd |
---|
[4654] | 41 | REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(INOUT) :: q2 |
---|
[4657] | 42 | REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(OUT) :: q2diag |
---|
[4654] | 43 | REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(OUT) :: km |
---|
| 44 | REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(OUT) :: kn |
---|
| 45 | INTEGER, INTENT(OUT) :: l_mix |
---|
[541] | 46 | |
---|
[4654] | 47 | REAL,DIMENSION(klon) :: sq, sqz, long0 |
---|
| 48 | REAL,DIMENSION(klon,klev+1) :: q2s,zz |
---|
| 49 | REAL :: snstable,zq |
---|
| 50 | |
---|
| 51 | INTEGER :: iii |
---|
[1992] | 52 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 53 | |
---|
[1992] | 54 | ! nlay : nombre de couches |
---|
| 55 | ! nlev : nombre de niveaux |
---|
| 56 | ! ngrid : nombre de points de grille |
---|
| 57 | ! unsdz : 1 sur l'epaisseur de couche |
---|
| 58 | ! unsdzdec : 1 sur la distance entre le centre de la couche et le |
---|
| 59 | ! centre de la couche inferieure |
---|
| 60 | ! q : echelle de vitesse au bas de chaque couche |
---|
| 61 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
[541] | 62 | |
---|
[1992] | 63 | ! ....................................................................... |
---|
[4657] | 64 | INTEGER :: nlay, nlev |
---|
[4654] | 65 | REAL, DIMENSION(klon,klev) :: unsdz |
---|
| 66 | REAL, DIMENSION(klon, klev+1) :: unsdzdec,q |
---|
[541] | 67 | |
---|
[1992] | 68 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 69 | |
---|
[1992] | 70 | ! kmpre : km au debut du pas de temps |
---|
| 71 | ! qcstat : q : solution stationnaire du probleme couple |
---|
| 72 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 73 | ! q2cstat : q2 : solution stationnaire du probleme couple |
---|
| 74 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
[541] | 75 | |
---|
[1992] | 76 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 77 | REAL, DIMENSION(klon, klev+1) :: kmpre |
---|
| 78 | REAL :: qcstat |
---|
| 79 | REAL :: q2cstat |
---|
| 80 | REAL :: sss, sssq |
---|
[1992] | 81 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 82 | |
---|
[1992] | 83 | ! long : longueur de melange calculee selon Blackadar |
---|
[541] | 84 | |
---|
[1992] | 85 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 86 | REAL, DIMENSION(klon, klev+1) :: long |
---|
[1992] | 87 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 88 | |
---|
[1992] | 89 | ! kmq3 : terme en q^3 dans le developpement de km |
---|
| 90 | ! (valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 91 | ! kmcstat : valeur de km solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
---|
| 92 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 93 | ! knq3 : terme en q^3 dans le developpement de kn |
---|
| 94 | ! mcstat : valeur de m solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
---|
| 95 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 96 | ! m2cstat : valeur de m2 solution stationnaire du systeme {q2 ; du/dz} |
---|
| 97 | ! (valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 98 | ! m : valeur a la fin du pas de temps |
---|
| 99 | ! mpre : valeur au debut du pas de temps |
---|
| 100 | ! m2 : valeur a la fin du pas de temps |
---|
| 101 | ! n2 : valeur a la fin du pas de temps |
---|
[541] | 102 | |
---|
[1992] | 103 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 104 | REAL :: kmq3 |
---|
| 105 | REAL :: kmcstat |
---|
| 106 | REAL :: knq3 |
---|
| 107 | REAL :: mcstat |
---|
| 108 | REAL :: m2cstat |
---|
| 109 | REAL, DIMENSION(klon, klev+1) :: m,mpre,m2,n2 |
---|
[1992] | 110 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 111 | |
---|
[1992] | 112 | ! gn : intermediaire pour les coefficients de stabilite |
---|
| 113 | ! gnmin : borne inferieure de gn (-0.23 ou -0.28) |
---|
| 114 | ! gnmax : borne superieure de gn (0.0233) |
---|
| 115 | ! gninf : vrai si gn est en dessous de sa borne inferieure |
---|
| 116 | ! gnsup : vrai si gn est en dessus de sa borne superieure |
---|
| 117 | ! gm : drole d'objet bien utile |
---|
| 118 | ! ri : nombre de Richardson |
---|
| 119 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
---|
| 120 | ! snq2 : premier terme du developement limite de sn en q2 |
---|
| 121 | ! sm : coefficient de stabilite pour m |
---|
| 122 | ! smq2 : premier terme du developement limite de sm en q2 |
---|
[541] | 123 | |
---|
[1992] | 124 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 125 | REAL :: gn,gm |
---|
| 126 | REAL :: gnmin |
---|
| 127 | REAL :: gnmax |
---|
| 128 | LOGICAL :: gninf |
---|
| 129 | LOGICAL :: gnsup |
---|
| 130 | REAL, DIMENSION(klon, klev+1) :: sn, snq2, sm, smq2 |
---|
[1992] | 131 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 132 | |
---|
[1992] | 133 | ! kappa : consatnte de Von Karman (0.4) |
---|
| 134 | ! long00 : longueur de reference pour le calcul de long (160) |
---|
| 135 | ! a1,a2,b1,b2,c1 : constantes d'origine pour les coefficients |
---|
| 136 | ! de stabilite (0.92/0.74/16.6/10.1/0.08) |
---|
| 137 | ! cn1,cn2 : constantes pour sn |
---|
| 138 | ! cm1,cm2,cm3,cm4 : constantes pour sm |
---|
[541] | 139 | |
---|
[1992] | 140 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 141 | REAL :: kappa |
---|
| 142 | REAL :: long00 |
---|
| 143 | REAL :: a1, a2, b1, b2, c1 |
---|
| 144 | REAL :: cn1, cn2 |
---|
| 145 | REAL :: cm1, cm2, cm3, cm4 |
---|
[1992] | 146 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 147 | |
---|
[1992] | 148 | ! termq : termes en $q$ dans l'equation de q2 |
---|
| 149 | ! termq3 : termes en $q^3$ dans l'equation de q2 |
---|
| 150 | ! termqm2 : termes en $q*m^2$ dans l'equation de q2 |
---|
| 151 | ! termq3m2 : termes en $q^3*m^2$ dans l'equation de q2 |
---|
[541] | 152 | |
---|
[1992] | 153 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 154 | REAL :: termq |
---|
| 155 | REAL :: termq3 |
---|
| 156 | REAL :: termqm2 |
---|
| 157 | REAL :: termq3m2 |
---|
[1992] | 158 | ! ....................................................................... |
---|
[541] | 159 | |
---|
[1992] | 160 | ! q2min : borne inferieure de q2 |
---|
| 161 | ! q2max : borne superieure de q2 |
---|
[541] | 162 | |
---|
[1992] | 163 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 164 | REAL :: q2min |
---|
| 165 | REAL :: q2max |
---|
[1992] | 166 | ! ....................................................................... |
---|
| 167 | ! knmin : borne inferieure de kn |
---|
| 168 | ! kmmin : borne inferieure de km |
---|
| 169 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 170 | REAL :: knmin |
---|
| 171 | REAL :: kmmin |
---|
[1992] | 172 | ! ....................................................................... |
---|
[4654] | 173 | INTEGER :: ilay, ilev, igrid |
---|
| 174 | REAL :: tmp1, tmp2 |
---|
[1992] | 175 | ! ....................................................................... |
---|
| 176 | PARAMETER (kappa=0.4E+0) |
---|
| 177 | PARAMETER (long00=160.E+0) |
---|
| 178 | ! PARAMETER (gnmin=-10.E+0) |
---|
| 179 | PARAMETER (gnmin=-0.28) |
---|
| 180 | PARAMETER (gnmax=0.0233E+0) |
---|
| 181 | PARAMETER (a1=0.92E+0) |
---|
| 182 | PARAMETER (a2=0.74E+0) |
---|
| 183 | PARAMETER (b1=16.6E+0) |
---|
| 184 | PARAMETER (b2=10.1E+0) |
---|
| 185 | PARAMETER (c1=0.08E+0) |
---|
| 186 | PARAMETER (knmin=1.E-5) |
---|
| 187 | PARAMETER (kmmin=1.E-5) |
---|
| 188 | PARAMETER (q2min=1.E-5) |
---|
| 189 | PARAMETER (q2max=1.E+2) |
---|
| 190 | ! ym PARAMETER (nlay=klev) |
---|
| 191 | ! ym PARAMETER (nlev=klev+1) |
---|
[541] | 192 | |
---|
[1992] | 193 | PARAMETER (cn1=a2*(1.E+0-6.E+0*a1/b1)) |
---|
| 194 | PARAMETER (cn2=-3.E+0*a2*(6.E+0*a1+b2)) |
---|
| 195 | PARAMETER (cm1=a1*(1.E+0-3.E+0*c1-6.E+0*a1/b1)) |
---|
| 196 | PARAMETER (cm2=a1*(-3.E+0*a2*((b2-3.E+0*a2)*(1.E+0-6.E+0*a1/b1)- & |
---|
| 197 | 3.E+0*c1*(b2+6.E+0*a1)))) |
---|
| 198 | PARAMETER (cm3=-3.E+0*a2*(6.E+0*a1+b2)) |
---|
| 199 | PARAMETER (cm4=-9.E+0*a1*a2) |
---|
| 200 | |
---|
[4654] | 201 | LOGICAL :: first |
---|
[4657] | 202 | ! SAVE first |
---|
| 203 | ! DATA first/.TRUE./ |
---|
| 204 | ! !$OMP THREADPRIVATE(first) |
---|
[1992] | 205 | ! ....................................................................... |
---|
| 206 | ! traitment des valeur de q2 en entree |
---|
| 207 | ! ....................................................................... |
---|
| 208 | |
---|
| 209 | ! Initialisation de q2 |
---|
| 210 | nlay = klev |
---|
| 211 | nlev = klev + 1 |
---|
| 212 | |
---|
[4654] | 213 | ! Initialisation avec un schema d'equilibre |
---|
| 214 | ! CALL yamada(ngrid, dt, g, rconst, plev, temp, zlev, zlay, u, v, teta, cd, & |
---|
| 215 | ! q2diag, km, kn, ustar, l_mix) |
---|
| 216 | ! IF (first .AND. 1==1) THEN |
---|
| 217 | ! first = .FALSE. |
---|
| 218 | ! q2 = q2diag |
---|
| 219 | ! END IF |
---|
| 220 | q2diag=0. |
---|
[1992] | 221 | |
---|
[4649] | 222 | DO ilev = 2, nlay |
---|
[1992] | 223 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 224 | q2(igrid, ilev) = amax1(q2(igrid,ilev), q2min) |
---|
| 225 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
| 226 | END DO |
---|
| 227 | END DO |
---|
| 228 | |
---|
| 229 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 230 | tmp1 = cd(igrid)*(u(igrid,1)**2+v(igrid,1)**2) |
---|
| 231 | q2(igrid, 1) = b1**(2.E+0/3.E+0)*tmp1 |
---|
| 232 | q2(igrid, 1) = amax1(q2(igrid,1), q2min) |
---|
| 233 | q(igrid, 1) = sqrt(q2(igrid,1)) |
---|
| 234 | END DO |
---|
| 235 | |
---|
| 236 | ! ....................................................................... |
---|
| 237 | ! les increments verticaux |
---|
| 238 | ! ....................................................................... |
---|
| 239 | |
---|
| 240 | ! !!!!! allerte !!!!!c |
---|
| 241 | ! !!!!! zlev n'est pas declare a nlev !!!!!c |
---|
| 242 | ! !!!!! ----> |
---|
| 243 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 244 | zlev(igrid, nlev) = zlay(igrid, nlay) + (zlay(igrid,nlay)-zlev(igrid,nlev & |
---|
| 245 | -1)) |
---|
| 246 | END DO |
---|
| 247 | ! !!!!! <---- |
---|
| 248 | ! !!!!! allerte !!!!!c |
---|
| 249 | |
---|
| 250 | DO ilay = 1, nlay |
---|
| 251 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 252 | unsdz(igrid, ilay) = 1.E+0/(zlev(igrid,ilay+1)-zlev(igrid,ilay)) |
---|
| 253 | END DO |
---|
| 254 | END DO |
---|
| 255 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 256 | unsdzdec(igrid, 1) = 1.E+0/(zlay(igrid,1)-zlev(igrid,1)) |
---|
| 257 | END DO |
---|
| 258 | DO ilay = 2, nlay |
---|
| 259 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 260 | unsdzdec(igrid, ilay) = 1.E+0/(zlay(igrid,ilay)-zlay(igrid,ilay-1)) |
---|
| 261 | END DO |
---|
| 262 | END DO |
---|
| 263 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 264 | unsdzdec(igrid, nlay+1) = 1.E+0/(zlev(igrid,nlay+1)-zlay(igrid,nlay)) |
---|
| 265 | END DO |
---|
| 266 | |
---|
| 267 | ! ....................................................................... |
---|
| 268 | ! le cisaillement et le gradient de temperature |
---|
| 269 | ! ....................................................................... |
---|
| 270 | |
---|
| 271 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 272 | m2(igrid, 1) = (unsdzdec(igrid,1)*u(igrid,1))**2 + & |
---|
| 273 | (unsdzdec(igrid,1)*v(igrid,1))**2 |
---|
| 274 | m(igrid, 1) = sqrt(m2(igrid,1)) |
---|
| 275 | mpre(igrid, 1) = m(igrid, 1) |
---|
| 276 | END DO |
---|
| 277 | |
---|
| 278 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 279 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 280 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 281 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 282 | |
---|
| 283 | n2(igrid, ilev) = g*unsdzdec(igrid, ilev)*(teta(igrid,ilev)-teta(igrid, & |
---|
| 284 | ilev-1))/(teta(igrid,ilev)+teta(igrid,ilev-1))*2.E+0 |
---|
| 285 | ! n2(igrid,ilev)=0. |
---|
| 286 | |
---|
| 287 | ! ---> |
---|
| 288 | ! on ne sais traiter que les cas stratifies. et l'ajustement |
---|
| 289 | ! convectif est cense faire en sorte que seul des configurations |
---|
| 290 | ! stratifiees soient rencontrees en entree de cette routine. |
---|
| 291 | ! mais, bon ... on sait jamais (meme on sait que n2 prends |
---|
| 292 | ! quelques valeurs negatives ... parfois) alors : |
---|
| 293 | ! <--- |
---|
| 294 | |
---|
| 295 | IF (n2(igrid,ilev)<0.E+0) THEN |
---|
| 296 | n2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 297 | END IF |
---|
| 298 | |
---|
| 299 | m2(igrid, ilev) = (unsdzdec(igrid,ilev)*(u(igrid,ilev)-u(igrid, & |
---|
| 300 | ilev-1)))**2 + (unsdzdec(igrid,ilev)*(v(igrid,ilev)-v(igrid, & |
---|
| 301 | ilev-1)))**2 |
---|
| 302 | m(igrid, ilev) = sqrt(m2(igrid,ilev)) |
---|
| 303 | mpre(igrid, ilev) = m(igrid, ilev) |
---|
| 304 | |
---|
| 305 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 306 | END DO |
---|
| 307 | END DO |
---|
| 308 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 309 | |
---|
| 310 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 311 | m2(igrid, nlev) = m2(igrid, nlev-1) |
---|
| 312 | m(igrid, nlev) = m(igrid, nlev-1) |
---|
| 313 | mpre(igrid, nlev) = m(igrid, nlev) |
---|
| 314 | END DO |
---|
| 315 | |
---|
| 316 | ! ....................................................................... |
---|
| 317 | ! calcul des fonctions de stabilite |
---|
| 318 | ! ....................................................................... |
---|
| 319 | |
---|
| 320 | IF (l_mix==4) THEN |
---|
| 321 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 322 | sqz(igrid) = 1.E-10 |
---|
| 323 | sq(igrid) = 1.E-10 |
---|
| 324 | END DO |
---|
| 325 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 326 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 327 | zq = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
| 328 | sqz(igrid) = sqz(igrid) + zq*zlev(igrid, ilev)*(zlay(igrid,ilev)-zlay & |
---|
| 329 | (igrid,ilev-1)) |
---|
| 330 | sq(igrid) = sq(igrid) + zq*(zlay(igrid,ilev)-zlay(igrid,ilev-1)) |
---|
| 331 | END DO |
---|
| 332 | END DO |
---|
| 333 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 334 | long0(igrid) = 0.2*sqz(igrid)/sq(igrid) |
---|
| 335 | END DO |
---|
| 336 | ELSE IF (l_mix==3) THEN |
---|
| 337 | long0(igrid) = long00 |
---|
| 338 | END IF |
---|
| 339 | |
---|
| 340 | ! (abd 5 2) print*,'LONG0=',long0 |
---|
| 341 | |
---|
| 342 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 343 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 344 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 345 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 346 | |
---|
| 347 | tmp1 = kappa*(zlev(igrid,ilev)-zlev(igrid,1)) |
---|
| 348 | IF (l_mix>=10) THEN |
---|
| 349 | long(igrid, ilev) = l_mix |
---|
| 350 | ELSE |
---|
| 351 | long(igrid, ilev) = tmp1/(1.E+0+tmp1/long0(igrid)) |
---|
| 352 | END IF |
---|
| 353 | long(igrid, ilev) = max(min(long(igrid,ilev),0.5*sqrt(q2(igrid,ilev))/ & |
---|
| 354 | sqrt(max(n2(igrid,ilev),1.E-10))), 5.) |
---|
| 355 | |
---|
| 356 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
| 357 | gm = long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) |
---|
| 358 | |
---|
| 359 | gninf = .FALSE. |
---|
| 360 | gnsup = .FALSE. |
---|
| 361 | |
---|
| 362 | IF (gn<gnmin) THEN |
---|
| 363 | gninf = .TRUE. |
---|
| 364 | gn = gnmin |
---|
| 365 | END IF |
---|
| 366 | |
---|
| 367 | IF (gn>gnmax) THEN |
---|
| 368 | gnsup = .TRUE. |
---|
| 369 | gn = gnmax |
---|
| 370 | END IF |
---|
| 371 | |
---|
| 372 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
| 373 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
| 374 | |
---|
| 375 | IF ((gninf) .OR. (gnsup)) THEN |
---|
| 376 | snq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 377 | smq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 378 | ELSE |
---|
| 379 | snq2(igrid, ilev) = -gn*(-cn1*cn2/(1.E+0+cn2*gn)**2) |
---|
| 380 | smq2(igrid, ilev) = -gn*(cm2*(1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)-(cm3*( & |
---|
| 381 | 1.E+0+cm4*gn)+cm4*(1.E+0+cm3*gn))*(cm1+cm2*gn))/((1.E+0+cm3*gn)*( & |
---|
| 382 | 1.E+0+cm4*gn))**2 |
---|
| 383 | END IF |
---|
| 384 | |
---|
| 385 | ! abd |
---|
| 386 | ! if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
| 387 | ! print*,'L=',ilev,' GN=',gn,' SM=',sm(igrid,ilev) |
---|
| 388 | ! endif |
---|
| 389 | ! ---> |
---|
| 390 | ! la decomposition de Taylor en q2 n'a de sens que |
---|
| 391 | ! dans les cas stratifies ou sn et sm sont quasi |
---|
| 392 | ! proportionnels a q2. ailleurs on laisse le meme |
---|
| 393 | ! algorithme car l'ajustement convectif fait le travail. |
---|
| 394 | ! mais c'est delirant quand sn et snq2 n'ont pas le meme |
---|
| 395 | ! signe : dans ces cas, on ne fait pas la decomposition. |
---|
| 396 | ! <--- |
---|
| 397 | |
---|
| 398 | IF (snq2(igrid,ilev)*sn(igrid,ilev)<=0.E+0) snq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 399 | IF (smq2(igrid,ilev)*sm(igrid,ilev)<=0.E+0) smq2(igrid, ilev) = 0.E+0 |
---|
| 400 | |
---|
| 401 | ! Correction pour les couches stables. |
---|
| 402 | ! Schema repris de JHoltzlag Boville, lui meme venant de... |
---|
| 403 | |
---|
| 404 | IF (1==1) THEN |
---|
| 405 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/(700.*max(ustar(igrid),0.0001)) |
---|
| 406 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/400. |
---|
| 407 | snstable = max(snstable, 0.) |
---|
| 408 | snstable = snstable*snstable |
---|
| 409 | |
---|
| 410 | ! abde print*,'SN ',ilev,sn(1,ilev),snstable |
---|
| 411 | IF (sn(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 412 | sn(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 413 | snq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 414 | END IF |
---|
| 415 | |
---|
| 416 | IF (sm(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 417 | sm(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 418 | smq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 419 | END IF |
---|
| 420 | |
---|
| 421 | END IF |
---|
| 422 | |
---|
| 423 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
---|
| 424 | ! snq2 : premier terme du developement limite de sn en q2 |
---|
| 425 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 426 | END DO |
---|
| 427 | END DO |
---|
| 428 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 429 | |
---|
| 430 | ! ....................................................................... |
---|
| 431 | ! calcul de km et kn au debut du pas de temps |
---|
| 432 | ! ....................................................................... |
---|
| 433 | |
---|
| 434 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 435 | kn(igrid, 1) = knmin |
---|
| 436 | km(igrid, 1) = kmmin |
---|
| 437 | kmpre(igrid, 1) = km(igrid, 1) |
---|
| 438 | END DO |
---|
| 439 | |
---|
| 440 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 441 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 442 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 443 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 444 | |
---|
| 445 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
| 446 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sm(igrid, ilev) |
---|
| 447 | kmpre(igrid, ilev) = km(igrid, ilev) |
---|
| 448 | |
---|
| 449 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 450 | END DO |
---|
| 451 | END DO |
---|
| 452 | ! ----------------------------------------------------------------------- |
---|
| 453 | |
---|
| 454 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 455 | kn(igrid, nlev) = kn(igrid, nlev-1) |
---|
| 456 | km(igrid, nlev) = km(igrid, nlev-1) |
---|
| 457 | kmpre(igrid, nlev) = km(igrid, nlev) |
---|
| 458 | END DO |
---|
| 459 | |
---|
| 460 | ! ....................................................................... |
---|
| 461 | ! boucle sur les niveaux 2 a nlev-1 |
---|
| 462 | ! ....................................................................... |
---|
| 463 | |
---|
| 464 | ! ----> |
---|
| 465 | DO ilev = 2, nlev - 1 |
---|
| 466 | ! ----> |
---|
| 467 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 468 | |
---|
| 469 | ! ....................................................................... |
---|
| 470 | |
---|
| 471 | ! calcul des termes sources et puits de l'equation de q2 |
---|
| 472 | ! ------------------------------------------------------ |
---|
| 473 | |
---|
| 474 | knq3 = kn(igrid, ilev)*snq2(igrid, ilev)/sn(igrid, ilev) |
---|
| 475 | kmq3 = km(igrid, ilev)*smq2(igrid, ilev)/sm(igrid, ilev) |
---|
| 476 | |
---|
| 477 | termq = 0.E+0 |
---|
| 478 | termq3 = 0.E+0 |
---|
| 479 | termqm2 = 0.E+0 |
---|
| 480 | termq3m2 = 0.E+0 |
---|
| 481 | |
---|
| 482 | tmp1 = dt*2.E+0*km(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) |
---|
| 483 | tmp2 = dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
| 484 | termqm2 = termqm2 + dt*2.E+0*km(igrid, ilev)*m2(igrid, ilev) - & |
---|
| 485 | dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
| 486 | termq3m2 = termq3m2 + dt*2.E+0*kmq3*m2(igrid, ilev) |
---|
| 487 | |
---|
| 488 | termq = termq - dt*2.E+0*kn(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) + & |
---|
| 489 | dt*2.E+0*knq3*n2(igrid, ilev) |
---|
| 490 | termq3 = termq3 - dt*2.E+0*knq3*n2(igrid, ilev) |
---|
| 491 | |
---|
| 492 | termq3 = termq3 - dt*2.E+0*q(igrid, ilev)**3/(b1*long(igrid,ilev)) |
---|
| 493 | |
---|
| 494 | ! ....................................................................... |
---|
| 495 | |
---|
| 496 | ! resolution stationnaire couplee avec le gradient de vitesse local |
---|
| 497 | ! ----------------------------------------------------------------- |
---|
| 498 | |
---|
| 499 | ! -----{on cherche le cisaillement qui annule l'equation de q^2 |
---|
| 500 | ! supposee en q3} |
---|
| 501 | |
---|
| 502 | tmp1 = termq + termq3 |
---|
| 503 | tmp2 = termqm2 + termq3m2 |
---|
| 504 | m2cstat = m2(igrid, ilev) - (tmp1+tmp2)/(dt*2.E+0*km(igrid,ilev)) |
---|
| 505 | mcstat = sqrt(m2cstat) |
---|
| 506 | |
---|
| 507 | ! abde print*,'M2 L=',ilev,mpre(igrid,ilev),mcstat |
---|
| 508 | |
---|
| 509 | ! -----{puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m |
---|
| 510 | ! supposee en q3} |
---|
| 511 | |
---|
| 512 | IF (ilev==2) THEN |
---|
| 513 | kmcstat = 1.E+0/mcstat*(unsdz(igrid,ilev)*kmpre(igrid,ilev+1)*mpre( & |
---|
| 514 | igrid,ilev+1)+unsdz(igrid,ilev-1)*cd(igrid)*(sqrt(u(igrid,3)**2+ & |
---|
| 515 | v(igrid,3)**2)-mcstat/unsdzdec(igrid,ilev)-mpre(igrid, & |
---|
| 516 | ilev+1)/unsdzdec(igrid,ilev+1))**2)/(unsdz(igrid,ilev)+unsdz(igrid, & |
---|
| 517 | ilev-1)) |
---|
| 518 | ELSE |
---|
| 519 | kmcstat = 1.E+0/mcstat*(unsdz(igrid,ilev)*kmpre(igrid,ilev+1)*mpre( & |
---|
| 520 | igrid,ilev+1)+unsdz(igrid,ilev-1)*kmpre(igrid,ilev-1)*mpre(igrid, & |
---|
| 521 | ilev-1))/(unsdz(igrid,ilev)+unsdz(igrid,ilev-1)) |
---|
| 522 | END IF |
---|
| 523 | tmp2 = kmcstat/(sm(igrid,ilev)/q2(igrid,ilev))/long(igrid, ilev) |
---|
| 524 | qcstat = tmp2**(1.E+0/3.E+0) |
---|
| 525 | q2cstat = qcstat**2 |
---|
| 526 | |
---|
| 527 | ! ....................................................................... |
---|
| 528 | |
---|
| 529 | ! choix de la solution finale |
---|
| 530 | ! --------------------------- |
---|
| 531 | |
---|
| 532 | q(igrid, ilev) = qcstat |
---|
| 533 | q2(igrid, ilev) = q2cstat |
---|
| 534 | m(igrid, ilev) = mcstat |
---|
| 535 | ! abd if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
| 536 | ! print*,'L=',ilev,' M2=',m2(igrid,ilev),m2cstat, |
---|
| 537 | ! s 'N2=',n2(igrid,ilev) |
---|
| 538 | ! abd endif |
---|
| 539 | m2(igrid, ilev) = m2cstat |
---|
| 540 | |
---|
| 541 | ! ---> |
---|
| 542 | ! pour des raisons simples q2 est minore |
---|
| 543 | ! <--- |
---|
| 544 | |
---|
| 545 | IF (q2(igrid,ilev)<q2min) THEN |
---|
| 546 | q2(igrid, ilev) = q2min |
---|
| 547 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2min) |
---|
| 548 | END IF |
---|
| 549 | |
---|
| 550 | ! ....................................................................... |
---|
| 551 | |
---|
| 552 | ! calcul final de kn et km |
---|
| 553 | ! ------------------------ |
---|
| 554 | |
---|
| 555 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
| 556 | IF (gn<gnmin) gn = gnmin |
---|
| 557 | IF (gn>gnmax) gn = gnmax |
---|
| 558 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
| 559 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
| 560 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
---|
| 561 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sm(igrid, ilev) |
---|
| 562 | ! abd |
---|
| 563 | ! if(ilev.le.57.and.ilev.ge.37) then |
---|
| 564 | ! print*,'L=',ilev,' GN=',gn,' SM=',sm(igrid,ilev) |
---|
| 565 | ! endif |
---|
| 566 | |
---|
| 567 | ! ....................................................................... |
---|
| 568 | |
---|
| 569 | END DO |
---|
| 570 | |
---|
| 571 | END DO |
---|
| 572 | |
---|
| 573 | ! ....................................................................... |
---|
| 574 | |
---|
| 575 | |
---|
| 576 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 577 | kn(igrid, 1) = knmin |
---|
| 578 | km(igrid, 1) = kmmin |
---|
| 579 | ! kn(igrid,1)=cd(igrid) |
---|
| 580 | ! km(igrid,1)=cd(igrid) |
---|
| 581 | q2(igrid, nlev) = q2(igrid, nlev-1) |
---|
| 582 | q(igrid, nlev) = q(igrid, nlev-1) |
---|
| 583 | kn(igrid, nlev) = kn(igrid, nlev-1) |
---|
| 584 | km(igrid, nlev) = km(igrid, nlev-1) |
---|
| 585 | END DO |
---|
| 586 | |
---|
| 587 | ! CALCUL DE LA DIFFUSION VERTICALE DE Q2 |
---|
| 588 | IF (1==1) THEN |
---|
| 589 | |
---|
[4649] | 590 | sss=0. |
---|
| 591 | sssq=0. |
---|
| 592 | ! WARNING : travail sur le point ig=1 ???? |
---|
[1992] | 593 | DO ilev = 2, klev - 1 |
---|
| 594 | sss = sss + plev(1, ilev-1) - plev(1, ilev+1) |
---|
| 595 | sssq = sssq + (plev(1,ilev-1)-plev(1,ilev+1))*q2(1, ilev) |
---|
| 596 | END DO |
---|
| 597 | ! print*,'Q2moy avant',sssq/sss |
---|
| 598 | ! print*,'Q2q20 ',(q2(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
| 599 | ! print*,'Q2km0 ',(km(1,ilev),ilev=1,10) |
---|
| 600 | ! ! C'est quoi ca qu'etait dans l'original??? |
---|
| 601 | ! do igrid=1,ngrid |
---|
| 602 | ! q2(igrid,1)=10. |
---|
| 603 | ! enddo |
---|
| 604 | ! q2s=q2 |
---|
| 605 | ! do iii=1,10 |
---|
| 606 | ! call vdif_q2(dt,g,rconst,plev,temp,km,q2) |
---|
| 607 | ! do ilev=1,klev+1 |
---|
| 608 | ! write(iii+49,*) q2(1,ilev),zlev(1,ilev) |
---|
| 609 | ! enddo |
---|
| 610 | ! enddo |
---|
| 611 | ! stop |
---|
| 612 | ! do ilev=1,klev |
---|
| 613 | ! print*,zlev(1,ilev),q2s(1,ilev),q2(1,ilev) |
---|
| 614 | ! enddo |
---|
| 615 | ! q2s=q2-q2s |
---|
| 616 | ! do ilev=1,klev |
---|
| 617 | ! print*,q2s(1,ilev),zlev(1,ilev) |
---|
| 618 | ! enddo |
---|
| 619 | DO ilev = 2, klev - 1 |
---|
| 620 | sss = sss + plev(1, ilev-1) - plev(1, ilev+1) |
---|
| 621 | sssq = sssq + (plev(1,ilev-1)-plev(1,ilev+1))*q2(1, ilev) |
---|
| 622 | END DO |
---|
| 623 | PRINT *, 'Q2moy apres', sssq/sss |
---|
| 624 | |
---|
| 625 | |
---|
[4649] | 626 | DO ilev = 2, klev-1 |
---|
[1992] | 627 | DO igrid = 1, ngrid |
---|
| 628 | q2(igrid, ilev) = max(q2(igrid,ilev), q2min) |
---|
| 629 | q(igrid, ilev) = sqrt(q2(igrid,ilev)) |
---|
| 630 | |
---|
| 631 | ! ....................................................................... |
---|
| 632 | |
---|
| 633 | ! calcul final de kn et km |
---|
| 634 | ! ------------------------ |
---|
| 635 | |
---|
| 636 | gn = -long(igrid, ilev)**2/q2(igrid, ilev)*n2(igrid, ilev) |
---|
| 637 | IF (gn<gnmin) gn = gnmin |
---|
| 638 | IF (gn>gnmax) gn = gnmax |
---|
| 639 | sn(igrid, ilev) = cn1/(1.E+0+cn2*gn) |
---|
| 640 | sm(igrid, ilev) = (cm1+cm2*gn)/((1.E+0+cm3*gn)*(1.E+0+cm4*gn)) |
---|
| 641 | ! Correction pour les couches stables. |
---|
| 642 | ! Schema repris de JHoltzlag Boville, lui meme venant de... |
---|
| 643 | |
---|
| 644 | IF (1==1) THEN |
---|
| 645 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/(700.*max(ustar(igrid),0.0001)) |
---|
| 646 | snstable = 1. - zlev(igrid, ilev)/400. |
---|
| 647 | snstable = max(snstable, 0.) |
---|
| 648 | snstable = snstable*snstable |
---|
| 649 | |
---|
| 650 | ! abde print*,'SN ',ilev,sn(1,ilev),snstable |
---|
| 651 | IF (sn(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 652 | sn(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 653 | snq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 654 | END IF |
---|
| 655 | |
---|
| 656 | IF (sm(igrid,ilev)<snstable) THEN |
---|
| 657 | sm(igrid, ilev) = snstable |
---|
| 658 | smq2(igrid, ilev) = 0. |
---|
| 659 | END IF |
---|
| 660 | |
---|
| 661 | END IF |
---|
| 662 | |
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| 663 | ! sn : coefficient de stabilite pour n |
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| 664 | kn(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev)*sn(igrid, ilev) |
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| 665 | km(igrid, ilev) = long(igrid, ilev)*q(igrid, ilev) |
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| 666 | |
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| 667 | END DO |
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| 668 | END DO |
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| 669 | ! print*,'Q2km1 ',(km(1,ilev),ilev=1,10) |
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| 670 | |
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| 671 | END IF |
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| 672 | |
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| 673 | RETURN |
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| 674 | END SUBROUTINE vdif_kcay |
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