Changeset 5158 for LMDZ6/branches/Amaury_dev/libf/phylmd/lmdz_screenp.f90
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LMDZ6/branches/Amaury_dev/libf/phylmd/lmdz_screenp.f90
r5157 r5158 1 MODULE lmdz_screenp 1 2 2 MODULE screenp_mod 3 ! This module contains some procedures for calculation of the first 4 ! guess of temperature, specific humidity and wind at a reference level 5 ! coefficients for turbulent diffusion at surface 3 6 4 ! This module contains some procedures for calculation of the first 5 ! guess of temperature, specific humidity and wind at a reference level 6 ! coefficients for turbulent diffusion at surface 7 8 IMPLICIT NONE 7 IMPLICIT NONE; PRIVATE 8 PUBLIC screenp, screenpn 9 9 10 10 CONTAINS 11 11 12 !****************************************************************************************12 !**************************************************************************************** 13 13 14 !r original routine14 !r original routine 15 15 16 SUBROUTINE screenp(klon, knon, nsrf, &17 18 19 20 21 22 !-------------------------------------------------------------------------16 SUBROUTINE screenp(klon, knon, & 17 speed, tair, qair, & 18 ts, qsurf, rugos, lmon, & 19 ustar, testar, qstar, zref, & 20 delu, delte, delq) 21 IMPLICIT NONE 22 !------------------------------------------------------------------------- 23 23 24 ! Objet : calcul "predicteur" des anomalies du vent, de la temperature 25 ! potentielle et de l'humidite relative au niveau de reference zref et 26 ! par rapport au 1er niveau (pour u) ou a la surface (pour theta et q) 27 ! a partir des relations de Dyer-Businger.24 ! Objet : calcul "predicteur" des anomalies du vent, de la temperature 25 ! potentielle et de l'humidite relative au niveau de reference zref et 26 ! par rapport au 1er niveau (pour u) ou a la surface (pour theta et q) 27 ! a partir des relations de Dyer-Businger. 28 28 29 ! Reference : Hess, Colman et McAvaney (1995)29 ! Reference : Hess, Colman et McAvaney (1995) 30 30 31 ! I. Musat, 01.07.200232 !-------------------------------------------------------------------------31 ! I. Musat, 01.07.2002 32 !------------------------------------------------------------------------- 33 33 34 ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude) 35 ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface 36 ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indice_sol_mod.F90 37 ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele 38 ! tair----input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele 39 ! qair----input-R- humidite relative au 1er niveau du modele 40 ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface 41 ! qsurf---input-R- humidite relative a la surface 42 ! rugos---input-R- rugosite 43 ! lmon----input-R- longueur de Monin-Obukov 44 ! ustar---input-R- facteur d'echelle pour le vent 45 ! testar--input-R- facteur d'echelle pour la temperature potentielle 46 ! qstar---input-R- facteur d'echelle pour l'humidite relative 47 ! zref----input-R- altitude de reference 34 ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude) 35 ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface 36 ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele 37 ! tair----input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele 38 ! qair----input-R- humidite relative au 1er niveau du modele 39 ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface 40 ! qsurf---input-R- humidite relative a la surface 41 ! rugos---input-R- rugosite 42 ! lmon----input-R- longueur de Monin-Obukov 43 ! ustar---input-R- facteur d'echelle pour le vent 44 ! testar--input-R- facteur d'echelle pour la temperature potentielle 45 ! qstar---input-R- facteur d'echelle pour l'humidite relative 46 ! zref----input-R- altitude de reference 48 47 49 ! delu----input-R- anomalie du vent par rapport au 1er niveau50 ! delte---input-R- anomalie de la temperature potentielle par rapport a la surface51 ! delq----input-R- anomalie de l'humidite relative par rapport a la surface48 ! delu----input-R- anomalie du vent par rapport au 1er niveau 49 ! delte---input-R- anomalie de la temperature potentielle par rapport a la surface 50 ! delq----input-R- anomalie de l'humidite relative par rapport a la surface 52 51 53 INTEGER, INTENT(IN) :: klon, knon, nsrf54 55 56 57 58 52 INTEGER, INTENT(IN) :: klon, knon 53 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: speed, tair, qair 54 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ts, qsurf, rugos 55 DOUBLE PRECISION, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: lmon 56 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ustar, testar, qstar 57 REAL, INTENT(IN) :: zref 59 58 60 59 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT) :: delu, delte, delq 61 60 62 !-------------------------------------------------------------------------63 ! Variables locales et constantes :64 REAL, PARAMETER :: RKAR=0.4065 66 67 !-------------------------------------------------------------------------68 61 !------------------------------------------------------------------------- 62 ! Variables locales et constantes : 63 REAL, PARAMETER :: RKAR = 0.40 64 INTEGER :: i 65 REAL :: xtmp, xtmp0 66 !------------------------------------------------------------------------- 67 DO i = 1, knon 69 68 70 69 IF (lmon(i)>=0.) THEN 71 70 72 ! STABLE CASE71 ! STABLE CASE 73 72 74 75 76 delu(i) = (ustar(i)/RKAR)* &77 (log(zref/(rugos(i))+1.) + &78 min(5.d0, 5.0 *(zref - rugos(i))/lmon(i)))79 delte(i) = (testar(i)/RKAR)* &80 (log(zref/(rugos(i))+1.) + &81 min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i))/lmon(i)))82 delq(i) = (qstar(i)/RKAR)* &83 (log(zref/(rugos(i))+1.) + &84 min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i))/lmon(i)))85 86 delu(i)= 0.1 * speed(i)87 delte(i) = 0.1 * (tair(i) - ts(i))88 delq(i) = 0.1 * (max(qair(i),0.0) - max(qsurf(i),0.0))89 90 ELSE73 IF (speed(i)>1.5.AND.lmon(i)<=1.0 & 74 .AND. rugos(i)<=1.0) THEN 75 delu(i) = (ustar(i) / RKAR) * & 76 (log(zref / (rugos(i)) + 1.) + & 77 min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i)) / lmon(i))) 78 delte(i) = (testar(i) / RKAR) * & 79 (log(zref / (rugos(i)) + 1.) + & 80 min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i)) / lmon(i))) 81 delq(i) = (qstar(i) / RKAR) * & 82 (log(zref / (rugos(i)) + 1.) + & 83 min(5.d0, 5.0 * (zref - rugos(i)) / lmon(i))) 84 ELSE 85 delu(i) = 0.1 * speed(i) 86 delte(i) = 0.1 * (tair(i) - ts(i)) 87 delq(i) = 0.1 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) 88 ENDIF 89 ELSE 91 90 92 ! UNSTABLE CASE91 ! UNSTABLE CASE 93 92 94 IF (speed(i)>5.0.AND.abs(lmon(i))<=50.0) THEN 95 xtmp = (1. - 16. * (zref/lmon(i)))**(1./4.) 96 xtmp0 = (1. - 16. * (rugos(i)/lmon(i)))**(1./4.) 97 delu(i) = (ustar(i)/RKAR)* & 98 (log(zref/(rugos(i))+1.) & 99 - 2.*log(0.5*(1. + xtmp)) & 100 + 2.*log(0.5*(1. + xtmp0)) & 101 - log(0.5*(1. + xtmp*xtmp)) & 102 + log(0.5*(1. + xtmp0*xtmp0)) & 103 + 2.*atan(xtmp) - 2.*atan(xtmp0)) 104 delte(i) = (testar(i)/RKAR)* & 105 (log(zref/(rugos(i))+1.) & 106 - 2.0 * log(0.5*(1. + xtmp*xtmp)) & 107 + 2.0 * log(0.5*(1. + xtmp0*xtmp0))) 108 delq(i) = (qstar(i)/RKAR)* & 109 (log(zref/(rugos(i))+1.) & 110 - 2.0 * log(0.5*(1. + xtmp*xtmp)) & 111 + 2.0 * log(0.5*(1. + xtmp0*xtmp0))) 112 ELSE 113 delu(i) = 0.5 * speed(i) 114 delte(i) = 0.5 * (tair(i) - ts(i) ) 115 delq(i) = 0.5 * (max(qair(i),0.0) - max(qsurf(i),0.0)) 116 ENDIF 93 IF (speed(i)>5.0.AND.abs(lmon(i))<=50.0) THEN 94 xtmp = (1. - 16. * (zref / lmon(i)))**(1. / 4.) 95 xtmp0 = (1. - 16. * (rugos(i) / lmon(i)))**(1. / 4.) 96 delu(i) = (ustar(i) / RKAR) * & 97 (log(zref / (rugos(i)) + 1.) & 98 - 2. * log(0.5 * (1. + xtmp)) & 99 + 2. * log(0.5 * (1. + xtmp0)) & 100 - log(0.5 * (1. + xtmp * xtmp)) & 101 + log(0.5 * (1. + xtmp0 * xtmp0)) & 102 + 2. * atan(xtmp) - 2. * atan(xtmp0)) 103 delte(i) = (testar(i) / RKAR) * & 104 (log(zref / (rugos(i)) + 1.) & 105 - 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp * xtmp)) & 106 + 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp0 * xtmp0))) 107 delq(i) = (qstar(i) / RKAR) * & 108 (log(zref / (rugos(i)) + 1.) & 109 - 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp * xtmp)) & 110 + 2.0 * log(0.5 * (1. + xtmp0 * xtmp0))) 111 ELSE 112 delu(i) = 0.5 * speed(i) 113 delte(i) = 0.5 * (tair(i) - ts(i)) 114 delq(i) = 0.5 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) 117 115 ENDIF 116 ENDIF 118 117 119 118 ENDDO 120 119 121 120 END SUBROUTINE screenp 122 121 123 SUBROUTINE screenpn(klon, knon, nsrf, & 124 speed, tair, qair, & 125 ts, qsurf, rugos, zri1, & 126 zref, & 127 delu, delte, delq) 128 IMPLICIT NONE 129 !------------------------------------------------------------------------- 122 SUBROUTINE screenpn(klon, knon, speed, tair, qair, ts, qsurf, zri1, delu, delte, delq) 123 IMPLICIT NONE 124 !------------------------------------------------------------------------- 130 125 131 ! Objet : calcul "predicteur" des anomalies du vent, de la temperature 132 ! potentielle et de l'humidite relative au niveau de reference zref et 133 ! par rapport au 1er niveau (pour u) ou a la surface (pour theta et q) 134 ! a partir des relations de Dyer-Businger.126 ! Objet : calcul "predicteur" des anomalies du vent, de la temperature 127 ! potentielle et de l'humidite relative au niveau de reference zref et 128 ! par rapport au 1er niveau (pour u) ou a la surface (pour theta et q) 129 ! a partir des relations de Dyer-Businger. 135 130 136 ! Reference : Hess, Colman et McAvaney (1995)131 ! Reference : Hess, Colman et McAvaney (1995) 137 132 138 ! I. Musat, 01.07.2002139 !-------------------------------------------------------------------------133 ! I. Musat, 01.07.2002 134 !------------------------------------------------------------------------- 140 135 141 ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude) 142 ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface 143 ! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indice_sol_mod.F90 144 ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele 145 ! tair----input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele 146 ! qair----input-R- humidite relative au 1er niveau du modele 147 ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface 148 ! qsurf---input-R- humidite relative a la surface 149 ! rugos---input-R- rugosite 150 ! zref----input-R- altitude de reference 136 ! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude) 137 ! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface 138 ! speed---input-R- module du vent au 1er niveau du modele 139 ! tair----input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele 140 ! qair----input-R- humidite relative au 1er niveau du modele 141 ! ts------input-R- temperature de l'air a la surface 142 ! qsurf---input-R- humidite relative a la surface 151 143 152 ! delu----input-R- anomalie du vent par rapport au 1er niveau153 ! delte---input-R- anomalie de la temperature potentielle par rapport a la surface154 ! delq----input-R- anomalie de l'humidite relative par rapport a la surface144 ! delu----input-R- anomalie du vent par rapport au 1er niveau 145 ! delte---input-R- anomalie de la temperature potentielle par rapport a la surface 146 ! delq----input-R- anomalie de l'humidite relative par rapport a la surface 155 147 156 INTEGER, INTENT(IN) :: klon, knon, nsrf 157 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: speed, tair, qair 158 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ts, qsurf, rugos 159 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: zri1 160 REAL, INTENT(IN) :: zref 148 INTEGER, INTENT(IN) :: klon, knon 149 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: speed, tair, qair 150 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: ts, qsurf 151 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(IN) :: zri1 161 152 162 153 REAL, DIMENSION(klon), INTENT(OUT) :: delu, delte, delq 163 154 164 !------------------------------------------------------------------------- 165 ! Variables locales et constantes : 166 REAL, PARAMETER :: RKAR=0.40 167 INTEGER :: i 168 REAL :: xtmp, xtmp0 169 !------------------------------------------------------------------------- 170 DO i = 1, knon 155 !------------------------------------------------------------------------- 156 ! Variables locales et constantes : 157 REAL, PARAMETER :: RKAR = 0.40 158 INTEGER :: i 159 !------------------------------------------------------------------------- 160 DO i = 1, knon 171 161 172 173 delu(i)= 0.1 * speed(i)174 delte(i) = 0.1 * (tair(i) - ts(i))175 delq(i) = 0.1 * (max(qair(i),0.0) - max(qsurf(i),0.0))176 177 delu(i)= 0.5 * speed(i)178 delte(i) = 0.5 * (tair(i) - ts(i))179 delq(i) = 0.5 * (max(qair(i),0.0) - max(qsurf(i),0.0))180 162 IF (zri1(i)>=0.) THEN 163 delu(i) = 0.1 * speed(i) 164 delte(i) = 0.1 * (tair(i) - ts(i)) 165 delq(i) = 0.1 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) 166 ELSE 167 delu(i) = 0.5 * speed(i) 168 delte(i) = 0.5 * (tair(i) - ts(i)) 169 delq(i) = 0.5 * (max(qair(i), 0.0) - max(qsurf(i), 0.0)) 170 ENDIF 181 171 182 172 ENDDO 183 173 184 185 END MODULE screenp_mod174 END SUBROUTINE screenpn 175 END MODULE lmdz_screenp
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