Changeset 2188

Timestamp:

Jan 30, 2015, 5:25:12 PM (9 years ago)

Author:

fhourdin

Message:

Modification of the numerical scheme for coupling of surface temperature
with Orchidee.

Modification du schéma numérique pour le couplage de la température
de surface avec Orchidee.
Cette modification concerne la gestion des pas de temps différents pour
l'appel au rayonnement et au modèle de surface.

Orchidee prend en entrée le flux LW descendant.
Dans la version actuelle, on recalculait ce flux descendant à partir
du flux net issu du rayonnement, comme si il ne variait pas dans
le temps.
pbl_surface recalculait ensuite un flux descendant en ajoutant
au flux net descendant l'emission du sol, simga Ts4.
Mais du coup, si la température du sol partait en dérive froide entre
deux appels au rayonnement, on ne tenait pas compte du rappel
exercé par le rayonnement : le flux descendant ne bouge
pas et réhauffe la surface tandis que celle ci se refroidit de
moins en moins par émission LW.

Dans la nouvelle version, on passe le LWdown directement depuis
le rayonnement.
Il s'agit de deux hypothèses extrêmes :
Avant on supposait que le LWnet ne bougeait pas d'un appel au rayonnement
sur l'autre. Maintenant on suppose que c'est le LWdown.
La réalité est entre les deux car le WLdown a tendance à
suivre la température de surface, quand la température de l'air
et de la surface sont fortement couplées.

La nouvelle façon de faire devrait limiter la dérive vers le froid
dans les conditions de découplage nocturne. Un découplage extrême
avait amené à limiter la fonction de Richardson dans le calcul du coefficient
de trraînée Cd f(Ri) à F(ri) > 0.6 plutôt que 0.1 sur le cas 1D Dice.
Les corrections pourraient également résoudre des plantages
aléatoires sur l'Himalaya.

Jean-Louis Dufresne, Fuxing Wang, Frédéric Hourdin

PS : les changements concernent l'interface entre physiq et
pbl_surface, ainsi que phyredem et phyetat0 pour garantir 1+1=2.
On en a profité pour faire un brin de toilette.

Location:

LMDZ5/trunk/libf/phylmd

Files:

• pbl_surface_mod.F90 (modified) (11 diffs)
• phyetat0.F90 (modified) (5 diffs)
• phyredem.F90 (modified) (1 diff)
• physiq.F90 (modified) (1 diff)
• surf_land_mod.F90 (modified) (2 diffs)

LMDZ5/trunk/libf/phylmd/pbl_surface_mod.F90

@@ -172 +172 @@
        debut,     lafin,                              &
        rlon,      rlat,      rugoro,   rmu0,          &
-       zsig,      sollwd_m,  pphi,     cldt,          &
+       zsig,      lwdown_m,  pphi,     cldt,          &
        rain_f,    snow_f,    solsw_m,  sollw_m,       &
        t,         q,         u,        v,             &
@@ -182 +182 @@
        pplay,     paprs,     pctsrf,                  &
        ts,        alb1, alb2,ustar, u10m, v10m,wstar, &
-       lwdown_m,  cdragh,    cdragm,   zu1,    zv1,   &
+       cdragh,    cdragm,   zu1,    zv1,              &
        alb1_m,    alb2_m,    zxsens,   zxevap,        &
        alb3_lic,  runoff,    snowhgt,   qsnow,     to_ice,    sissnow,  &
@@ -327 +327 @@
 ! Martin
     REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: zsig    ! slope
-    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: sollwd_m ! net longwave radiation at mean s    
+    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: lwdown_m ! downward longwave radiation at mean s    
     REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(IN)        :: cldt    ! total cloud fraction
     REAL, DIMENSION(klon,klev),   INTENT(IN)        :: pphi    ! geopotential (m2/s2)
@@ -367 +367 @@
 ! Output variables
 !****************************************************************************************
-    REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: lwdown_m   ! Downcoming longwave radiation
     REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: cdragh     ! drag coefficient for T and Q
     REAL, DIMENSION(klon),        INTENT(OUT)       :: cdragm     ! drag coefficient for wind
@@ -780 +779 @@
     ! Martin
     REAL, DIMENSION(klon, nbsrf)       :: sollwd ! net longwave radiation at surface
-    REAL, DIMENSION(klon)              :: ysollwd
     REAL, DIMENSION(klon)              :: ytoice
     REAL, DIMENSION(klon)              :: ysnowhgt, yqsnow, ysissnow, yrunoff
@@ -855 +853 @@
 ! 2a) Initialization of all argument variables with INTENT(OUT)
 !****************************************************************************************
- lwdown_m(:)=0.
  cdragh(:)=0. ; cdragm(:)=0.
  zu1(:)=0. ; zv1(:)=0.
@@ -938 +935 @@
     ! Martin
     ysnowhgt = 0.0; yqsnow = 0.0     ; yrunoff = 0.0   ; ytoice =0.0
-    yalb3_new = 0.0  ; ysissnow = 0.0  ; ysollwd = 0.0
+    yalb3_new = 0.0  ; ysissnow = 0.0 
     ypphi = 0.0   ; ycldt = 0.0      ; yrmu0 = 0.0
     ! Martin
@@ -1109 +1106 @@
        DO i = 1, klon
           sollw(i,nsrf) = sollw_m(i) + 4.0*RSIGMA*ztsol(i)**3 * (ztsol(i)-ts(i,nsrf))
-          ! Martin
-          sollwd(i,nsrf)= sollwd_m(i)
-          ! Martin
+
+!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
+!         ! Martin
+! Apparently introduced for sisvat but not used
+!         sollwd(i,nsrf)= sollwd_m(i)
+!         ! Martin
+!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
+
           solsw(i,nsrf) = solsw_m(i) * (1.-alb(i,nsrf)) / (1.-alb_m(i))
        ENDDO
     ENDDO
 
-
-! Downwelling longwave radiation at mean surface
-    lwdown_m(:) = 0.0
-    DO i = 1, klon
-       lwdown_m(i) = sollw_m(i) + RSIGMA*ztsol(i)**4
-    ENDDO
 
 !****************************************************************************************
@@ -1180 +1176 @@
           yagesno(j) = agesno(i,nsrf)
           yfder(j)   = fder(i)
+          ylwdown(j) = lwdown_m(i)
           ysolsw(j)  = solsw(i,nsrf)
           ysollw(j)  = sollw(i,nsrf)
@@ -1703 +1700 @@
      
        CASE(is_ter)
-          ! ylwdown : to be removed, calculation is now done at land surface in surf_land
-          ylwdown(:)=0.0
-          DO i=1,knon
-             ylwdown(i)=lwdown_m(ni(i))
-          END DO
+          print*,"DEBUGTS",yts(knon/2),ylwdown(knon/2)
           CALL surf_land(itap, dtime, date0, jour, knon, ni,&
                rlon, rlat, &
@@ -1746 +1739 @@
           CALL surf_landice(itap, dtime, knon, ni, &
                rlon, rlat, debut, lafin, &
-               yrmu0, ysollwd, yalb, ypphi(:,1), &
+               yrmu0, ylwdown, yalb, ypphi(:,1), &
                ysolsw, ysollw, yts, ypplay(:,1), &
                ycdragh, ycdragm, yrain_f, ysnow_f, yt(:,1), yq(:,1),&

LMDZ5/trunk/libf/phylmd/phyetat0.F90

@@ -12 +12 @@
        du_gwd_rando, dv_gwd_rando, entr_therm, f0, falb1, falb2, fm_therm, &
        ftsol, pbl_tke, pctsrf, q_ancien, radpas, radsol, rain_fall, ratqs, &
-       rlat, rlon, rnebcon, rugoro, sig1, snow_fall, solaire_etat0, sollw, &
+       rlat, rlon, rnebcon, rugoro, sig1, snow_fall, solaire_etat0, sollw, sollwdown, &
        solsw, t_ancien, u_ancien, v_ancien, w01, wake_cstar, wake_deltaq, &
        wake_deltat, wake_delta_pbl_TKE, delta_tsurf, wake_fip, wake_pe, &
@@ -24 +24 @@
   USE indice_sol_mod, only: nbsrf, is_ter, epsfra, is_lic, is_oce, is_sic
   USE ocean_slab_mod, ONLY: tslab, ocean_slab_init
+
 
   IMPLICIT none
@@ -37 +38 @@
   include "thermcell.h"
   include "compbl.h"
+  include "YOMCST.h"
   !======================================================================
   CHARACTER*(*) fichnom
@@ -53 +55 @@
   REAL fractint(klon)
   REAL trs(klon, nbtr)
+  REAL zts(klon)
 
   CHARACTER*6 ocean_in
@@ -513 +516 @@
   PRINT*, 'Rayonnement IF au sol sollw:', xmin, xmax
 
+  CALL get_field("sollwdown", sollwdown, found)
+  IF (.NOT. found) THEN
+     PRINT*, 'phyetat0: Le champ <sollwdown> est absent'
+     PRINT*, 'mis a zero'
+     sollwdown = 0.
+     do nsrf=1,nbsrf
+        zts(:)=zts(:)+ftsol(:,nsrf)*pctsrf(:,nsrf)
+     enddo
+     sollwdown(:)=sollw(:)+RSIGMA*zts(:)**4
+  ENDIF
+  print*,'TS SOLL',zts(klon/2),sollw(klon/2),sollwdown(klon/2)
+  xmin = 1.0E+20
+  xmax = -1.0E+20
+  DO i = 1, klon
+     xmin = MIN(sollwdown(i), xmin)
+     xmax = MAX(sollwdown(i), xmax)
+  ENDDO
+  PRINT*, 'Rayonnement IF au sol sollwdown:', xmin, xmax
+
+
   ! Lecture derive des flux:
 

LMDZ5/trunk/libf/phylmd/phyredem.F90

@@ -209 +209 @@
 
   CALL put_field("sollw", "Rayonnement IF a la surface", sollw)
+
+  CALL put_field("sollwdown", "Rayonnement down IF a la surface", sollw)
 
   CALL put_field("fder", "Derive de flux", fder)

LMDZ5/trunk/libf/phylmd/physiq.F90

@@ -1811 +1811 @@
 !>nrlmd+jyg
           pplay,     paprs,     pctsrf,             &
-          ftsol,falb1,falb2,ustar,u10m,v10m,wstar, &
-          sollwdown, cdragh,    cdragm,  u1,    v1, &
-          albsol1,   albsol2,   sens,    evap,   &
+          ftsol,falb1,falb2,ustar,u10m,v10m,wstar,  &
+          cdragh,    cdragm,  u1,    v1,            &
+          albsol1,   albsol2,   sens,    evap,      &
           albsol3_lic,runoff,   snowhgt,   qsnow, to_ice, sissnow, &
           zxtsol,    zxfluxlat, zt2m,    qsat2m,  &

LMDZ5/trunk/libf/phylmd/surf_land_mod.F90

@@ -85 +85 @@
     REAL, DIMENSION(klon) :: pref_tmp
     REAL, DIMENSION(klon) :: swdown     ! downwelling shortwave radiation at land surface
-    REAL, DIMENSION(klon) :: lwdown     ! downwelling longwave radiation at land surface
     REAL, DIMENSION(klon) :: epot_air           ! potential air temperature
     REAL, DIMENSION(klon) :: tsol_rad, emis_new ! output from interfsol not used
@@ -106 +105 @@
        pref_tmp(1:knon)  = pref(1:knon)/100.
 ! 
-!* Calculate incoming flux for SW and LW interval: swdown, lwdown
+!* Calculate incoming flux for SW and LW interval: swdown
 !
        swdown(:) = 0.0
-       lwdown(:) = 0.0
        DO i = 1, knon
           swdown(i) = swnet(i)/(1-albedo(i))
-          lwdown(i) = lwnet(i) + RSIGMA*tsurf(i)**4
        END DO
 !