!$Id $ SUBROUTINE phytrac( & nstep, julien, gmtime, debutphy, & lafin, pdtphys, u, v, t_seri, & paprs, pplay, pmfu, pmfd, & pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, & cdragh, coefh, fm_therm, entr_therm,& yu1, yv1, ftsol, pctsrf, & xlat, frac_impa,frac_nucl,xlon, & presnivs, pphis, pphi, albsol, & sh, rh, cldfra, rneb, & diafra, cldliq, itop_con, ibas_con, & pmflxr, pmflxs, prfl, psfl, & da, phi, mp, upwd, & dnwd, aerosol_couple, flxmass_w, & tau_aero, piz_aero, cg_aero, ccm, & rfname, & tr_seri) ! !====================================================================== ! Auteur(s) FH ! Objet: Moniteur general des tendances traceurs !====================================================================== USE ioipsl USE dimphy USE infotrac USE mod_grid_phy_lmdz USE mod_phys_lmdz_para USE comgeomphy USE iophy USE traclmdz_mod USE tracinca_mod IMPLICIT NONE INCLUDE "YOMCST.h" INCLUDE "dimensions.h" INCLUDE "indicesol.h" INCLUDE "clesphys.h" INCLUDE "temps.h" INCLUDE "paramet.h" INCLUDE "control.h" INCLUDE "thermcell.h" !========================================================================== ! -- ARGUMENT DESCRIPTION -- !========================================================================== ! Input arguments !---------------- !Configuration grille,temps: INTEGER,INTENT(IN) :: nstep ! Appel physique INTEGER,INTENT(IN) :: julien ! Jour julien REAL,INTENT(IN) :: gmtime REAL,INTENT(IN) :: pdtphys ! Pas d'integration pour la physique (seconde) LOGICAL,INTENT(IN) :: debutphy ! le flag de l'initialisation de la physique LOGICAL,INTENT(IN) :: lafin ! le flag de la fin de la physique REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: xlat ! latitudes pour chaque point REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: xlon ! longitudes pour chaque point ! !Physique: !-------- REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: t_seri ! Temperature REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: u ! REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: v ! REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: sh ! humidite specifique REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: rh ! humidite relative REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: paprs ! pression pour chaque inter-couche (en Pa) REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pplay ! pression pour le mileu de chaque couche (en Pa) REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pphi ! geopotentiel REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: pphis REAL,DIMENSION(klev),INTENT(IN) :: presnivs REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: cldliq ! eau liquide nuageuse REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: cldfra ! fraction nuageuse (tous les nuages) REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: diafra ! fraction nuageuse (convection ou stratus artificiels) REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: rneb ! fraction nuageuse (grande echelle) INTEGER,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: itop_con INTEGER,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: ibas_con REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: albsol ! albedo surface ! !Convection: !---------- REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pmfu ! flux de masse dans le panache montant REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pmfd ! flux de masse dans le panache descendant REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pen_u ! flux entraine dans le panache montant REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pde_u ! flux detraine dans le panache montant REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pen_d ! flux entraine dans le panache descendant REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: pde_d ! flux detraine dans le panache descendant !...Tiedke REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: pmflxr, pmflxs ! Flux precipitant de pluie, neige aux interfaces [convection] REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: prfl, psfl ! Flux precipitant de pluie, neige aux interfaces [large-scale] LOGICAL,INTENT(IN) :: aerosol_couple REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: flxmass_w REAL,DIMENSION(klon,klev,9,2),INTENT(IN) :: tau_aero REAL,DIMENSION(klon,klev,9,2),INTENT(IN) :: piz_aero REAL,DIMENSION(klon,klev,9,2),INTENT(IN) :: cg_aero CHARACTER(len=4),DIMENSION(9),INTENT(IN) :: rfname REAL,DIMENSION(klon,klev,2),INTENT(IN) :: ccm !... K.Emanuel REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: da REAL,DIMENSION(klon,klev,klev),INTENT(IN):: phi REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: mp REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: upwd ! saturated updraft mass flux REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: dnwd ! saturated downdraft mass flux ! !Thermiques: !---------- REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: fm_therm REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: entr_therm ! !Couche limite: !-------------- ! REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: cdragh ! coeff drag pour T et Q REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: coefh ! coeff melange CL (m**2/s) REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: yu1 ! vents au premier niveau REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN) :: yv1 ! vents au premier niveau ! !Lessivage: !---------- ! ! pour le ON-LINE ! REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: frac_impa ! fraction d'aerosols non impactes REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN) :: frac_nucl ! fraction d'aerosols non nuclees ! Arguments necessaires pour les sources et puits de traceur: REAL,DIMENSION(klon,nbsrf),INTENT(IN) :: ftsol ! Temperature du sol (surf)(Kelvin) REAL,DIMENSION(klon,nbsrf),INTENT(IN) :: pctsrf ! Pourcentage de sol (nature du sol) ! Output argument !---------------- REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(INOUT) :: tr_seri ! Concentration Traceur [U/KgA] !======================================================================================= ! -- LOCAL VARIABLES -- !======================================================================================= INTEGER :: i, k, it INTEGER :: nsplit !Sources et Reservoirs de traceurs (ex:Radon): !-------------------------------------------- ! REAL,DIMENSION(:,:),ALLOCATABLE,SAVE :: source ! a voir lorsque le flux de surface est prescrit !$OMP THREADPRIVATE(source) ! !Entrees/Sorties: (cf ini_histrac.h et write_histrac.h) !--------------- INTEGER :: iiq, ierr INTEGER :: nhori, nvert REAL :: zsto, zout, zjulian INTEGER,SAVE :: nid_tra ! pointe vers le fichier histrac.nc !$OMP THREADPRIVATE(nid_tra) REAL,DIMENSION(klon) :: zx_tmp_fi2d ! variable temporaire grille physique INTEGER :: itau_w ! pas de temps ecriture = nstep + itau_phy LOGICAL,PARAMETER :: ok_sync=.TRUE. ! ! Nature du traceur !------------------ LOGICAL,DIMENSION(:),ALLOCATABLE,SAVE :: aerosol ! aerosol(it) = true => aerosol => lessivage !$OMP THREADPRIVATE(aerosol) ! aerosol(it) = false => gaz REAL,DIMENSION(klon,klev) :: delp ! epaisseur de couche (Pa) ! ! Tendances de traceurs (Td): !------------------------ ! REAL,DIMENSION(klon,klev) :: d_tr ! Td dans l'atmosphere REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_cl ! Td couche limite/traceur REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_cv ! Td convection/traceur REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_th ! Td thermique REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_lessi_impa ! Td du lessivage par impaction REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: d_tr_lessi_nucl ! Td du lessivage par nucleation ! ! Physique !---------- REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr) :: flestottr ! flux de lessivage dans chaque couche REAL,DIMENSION(klon,klev) :: zmasse ! densité atmosphérique Kg/m2 REAL,DIMENSION(klon,klev) :: ztra_th !Controles: !--------- LOGICAL,SAVE :: couchelimite=.TRUE. LOGICAL,SAVE :: convection=.TRUE. LOGICAL,SAVE :: lessivage !$OMP THREADPRIVATE(couchelimite,convection,lessivage) CHARACTER(len=8),DIMENSION(nbtr) :: solsym !###################################################################### ! -- INITIALIZATION -- !###################################################################### IF (debutphy) THEN WRITE(*,*) 'FIRST TIME IN PHYTRAC : pdtphys(sec) = ',pdtphys,'ecrit_tra (sec) = ',ecrit_tra ALLOCATE( source(klon,nbtr), stat=ierr) IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('phytrac', 'pb in allocation 1',1) ALLOCATE( aerosol(nbtr), stat=ierr) IF (ierr /= 0) CALL abort_gcm('phytrac', 'pb in allocation 2',1) ! Initialize module for specific tracers SELECT CASE(type_trac) CASE('lmdz') CALL traclmdz_init(pctsrf, ftsol, tr_seri, aerosol, lessivage) CASE('inca') source(:,:)=0. CALL tracinca_init(aerosol,lessivage) END SELECT ! ! Initialize diagnostic output ! ---------------------------- #ifdef CPP_IOIPSL ! INCLUDE "ini_histrac.h" #endif END IF !############################################ END INITIALIZATION ####### !=============================================================================== ! -- Do specific treatment according to chemestry model or local LMDZ tracers ! !=============================================================================== SELECT CASE(type_trac) CASE('lmdz') ! -- Traitement des traceurs avec traclmdz CALL traclmdz(& nstep, pdtphys, t_seri, & paprs, pplay, cdragh, coefh, & yu1, yv1, ftsol, pctsrf, & xlat, couchelimite, & tr_seri, source, solsym, d_tr_cl) CASE('inca') ! -- CHIMIE INCA config_inca = aero or chem -- CALL tracinca(& nstep, julien, gmtime, lafin, & pdtphys, t_seri, paprs, pplay, & pmfu, ftsol, pctsrf, pphis, & pphi, albsol, sh, rh, & cldfra, rneb, diafra, cldliq, & itop_con, ibas_con, pmflxr, pmflxs, & prfl, psfl, aerosol_couple, flxmass_w, & tau_aero, piz_aero, cg_aero, ccm, & rfname, & tr_seri, source, solsym) END SELECT !====================================================================== ! -- Calcul de l'effet de la convection -- !====================================================================== IF (convection) THEN DO it=1, nbtr IF ( conv_flg(it) == 0 ) CYCLE IF (iflag_con.LT.2) THEN d_tr_cv(:,:,:)=0. ELSE IF (iflag_con.EQ.2) THEN !..Tiedke CALL nflxtr(pdtphys, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, & pplay, paprs, tr_seri(:,:,it), d_tr_cv(:,:,it)) ELSE !..K.Emanuel CALL cvltr(pdtphys, da, phi, mp, paprs,pplay, tr_seri(:,:,it),& upwd,dnwd,d_tr_cv(:,:,it)) END IF DO k = 1, klev DO i = 1, klon tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_cv(i,k,it) END DO END DO CALL minmaxqfi(tr_seri(:,:,it),0.,1.e33,'convection it = '//solsym(it)) END DO ! nbtr END IF ! convection !====================================================================== ! -- Calcul de l'effet des thermiques -- !====================================================================== DO k=1,klev DO i=1,klon zmasse(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/rg END DO END DO DO it=1,nbtr DO k=1,klev DO i=1,klon d_tr_th(i,k,it)=0. tr_seri(i,k,it)=MAX(tr_seri(i,k,it),0.) tr_seri(i,k,it)=MIN(tr_seri(i,k,it),1.e10) END DO END DO END DO IF (iflag_thermals.GT.0) THEN nsplit=10 DO it=1, nbtr DO isplit=1,nsplit CALL dqthermcell(klon,klev,pdtphys/nsplit, & fm_therm,entr_therm,zmasse, & tr_seri(1:klon,1:klev,it),d_tr,ztra_th) DO k=1,klev DO i=1,klon d_tr(i,k)=pdtphys*d_tr(i,k)/nsplit d_tr_th(i,k,it)=d_tr_th(i,k,it)+d_tr(i,k) tr_seri(i,k,it)=MAX(tr_seri(i,k,it)+d_tr(i,k),0.) END DO END DO END DO ! nsplit END DO ! it END IF ! Thermiques !====================================================================== ! -- Calcul de l'effet de la couche limite -- !====================================================================== IF (couchelimite) THEN DO k = 1, klev DO i = 1, klon delp(i,k) = paprs(i,k)-paprs(i,k+1) END DO END DO DO it=1, nbtr IF( pbl_flg(it) /= 0 ) THEN CALL cltrac(pdtphys, coefh,t_seri, & tr_seri(:,:,it), source(:,it), & paprs, pplay, delp, & d_tr_cl(:,:,it)) DO k = 1, klev DO i = 1, klon tr_seri(i,k,it) = tr_seri(i,k,it) + d_tr_cl(i,k,it) END DO END DO END IF END DO END IF ! couche limite !====================================================================== ! Calcul de l'effet de la precipitation !====================================================================== IF (lessivage) THEN d_tr_lessi_nucl(:,:,:) = 0. d_tr_lessi_impa(:,:,:) = 0. flestottr(:,:,:) = 0. !========================= ! LESSIVAGE LARGE SCALE : !========================= ! Tendance des aerosols nuclees et impactes ! ----------------------------------------- DO it = 1, nbtr IF (aerosol(it)) THEN DO k = 1, klev DO i = 1, klon d_tr_lessi_nucl(i,k,it) = d_tr_lessi_nucl(i,k,it) + & ( 1 - frac_nucl(i,k) )*tr_seri(i,k,it) d_tr_lessi_impa(i,k,it) = d_tr_lessi_impa(i,k,it) + & ( 1 - frac_impa(i,k) )*tr_seri(i,k,it) ! ! Flux lessivage total ! ------------------------------------------------------------ flestottr(i,k,it) = flestottr(i,k,it) - & ( d_tr_lessi_nucl(i,k,it) + & d_tr_lessi_impa(i,k,it) ) * & ( paprs(i,k)-paprs(i,k+1) ) / & (RG * pdtphys) ! ! Mise a jour des traceurs due a l'impaction,nucleation ! ---------------------------------------------------------------------- tr_seri(i,k,it)=tr_seri(i,k,it)*frac_impa(i,k)*frac_nucl(i,k) END DO END DO END IF END DO END IF ! lessivage !============================================================= ! Ecriture des sorties !============================================================= #ifdef CPP_IOIPSL ! INCLUDE "write_histrac.h" #endif END SUBROUTINE phytrac