MODULE lmdz_thermcell_dry

! $Id: lmdz_thermcell_dry.F90 5158 2024-08-02 12:12:03Z fairhead $

CONTAINS

       SUBROUTINE thermcell_dry(ngrid,nlay,zlev,pphi,ztv,alim_star,  &
                              lalim,lmin,zmax,wmax)

!--------------------------------------------------------------------------
!thermcell_dry: calcul de zmax et wmax du thermique sec
! Calcul de la vitesse maximum et de la hauteur maximum pour un panache
! ascendant avec une fonction d'alimentation alim_star et sans changement 
! de phase.
! Le calcul pourrait etre sans doute simplifier.
! La temperature potentielle virtuelle dans la panache ascendant est
! la temperature potentielle virtuelle pondérée par alim_star.
!--------------------------------------------------------------------------
       USE lmdz_thermcell_ini, ONLY: prt_level, RG
       IMPLICIT NONE

       INTEGER, INTENT(IN) :: ngrid,nlay
       REAL, INTENT(IN), DIMENSION(ngrid,nlay+1) :: zlev,pphi,ztv,alim_star
       INTEGER, INTENT(IN), DIMENSION(ngrid) :: lalim
       REAL, INTENT(OUT), DIMENSION(ngrid) :: zmax,wmax

!variables locales
       REAL zw2(ngrid,nlay+1)
       REAL f_star(ngrid,nlay+1)
       REAL ztva(ngrid,nlay+1)
       REAL wmaxa(ngrid)
       REAL wa_moy(ngrid,nlay+1)
       REAL linter(ngrid),zlevinter(ngrid)
       INTEGER lmix(ngrid),lmax(ngrid),lmin(ngrid)
      CHARACTER (LEN=20) :: modname='thermcell_dry'
      CHARACTER (LEN=80) :: abort_message
       INTEGER l,ig

!initialisations
       DO ig=1,ngrid
          DO l=1,nlay+1
             zw2(ig,l)=0.
             wa_moy(ig,l)=0.
          enddo
       enddo
       DO ig=1,ngrid
          DO l=1,nlay
             ztva(ig,l)=ztv(ig,l)
          enddo
       enddo
       DO ig=1,ngrid
          wmax(ig)=0.
          wmaxa(ig)=0.
       enddo
!calcul de la vitesse a partir de la CAPE en melangeant thetav


! Calcul des F^*, integrale verticale de E^*
       f_star(:,1)=0.
       DO l=1,nlay
          f_star(:,l+1)=f_star(:,l)+alim_star(:,l)
       enddo

! niveau (reel) auquel zw2 s'annule FH :n'etait pas initialise
       linter(:)=0.

! couche la plus haute concernee par le thermique. 
       lmax(:)=1

! Le niveau linter est une variable continue qui se trouve dans la couche
! lmax

       DO l=1,nlay-2
         DO ig=1,ngrid
            IF (l==lmin(ig).AND.lalim(ig)>1) THEN
!------------------------------------------------------------------------
!  Calcul de la vitesse en haut de la premiere couche instable.
!  Premiere couche du panache thermique
!------------------------------------------------------------------------

               zw2(ig,l+1)=2.*RG*(ztv(ig,l)-ztv(ig,l+1))/ztv(ig,l+1)  &
                       *(zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l))  &
                       *0.4*pphi(ig,l)/(pphi(ig,l+1)-pphi(ig,l))

!------------------------------------------------------------------------
! Tant que la vitesse en bas de la couche et la somme du flux de masse
! et de l'entrainement (c'est a dire le flux de masse en haut) sont
! positifs, on calcul
! 1. le flux de masse en haut  f_star(ig,l+1)
! 2. la temperature potentielle virtuelle dans la couche ztva(ig,l)
! 3. la vitesse au carré en haut zw2(ig,l+1)
!------------------------------------------------------------------------

            ELSE IF (zw2(ig,l)>=1e-10) THEN
               ztva(ig,l)=(f_star(ig,l)*ztva(ig,l-1)+alim_star(ig,l)  &
                      *ztv(ig,l))/f_star(ig,l+1)
               zw2(ig,l+1)=zw2(ig,l)*(f_star(ig,l)/f_star(ig,l+1))**2+  &
                       2.*RG*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l)  &
                       *(zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l))
            endif
! determination de zmax continu par interpolation lineaire
!------------------------------------------------------------------------

            IF (zw2(ig,l+1)>0. .AND. zw2(ig,l+1)<1.e-10) THEN
!               stop 'On tombe sur le cas particulier de thermcell_dry'
!               PRINT*,'On tombe sur le cas particulier de thermcell_dry'
                zw2(ig,l+1)=0.
                linter(ig)=l+1
                lmax(ig)=l
            endif

            IF (zw2(ig,l+1)<0.) THEN
               linter(ig)=(l*(zw2(ig,l+1)-zw2(ig,l))  &
             -zw2(ig,l))/(zw2(ig,l+1)-zw2(ig,l))
               zw2(ig,l+1)=0.
               lmax(ig)=l
!            endif
!CR:zmax continu 06/05/12: calcul de linter quand le thermique est stoppe par le detrainement
            elseif (f_star(ig,l+1)<0.) THEN
               linter(ig)=(l*(f_star(ig,l+1)-f_star(ig,l))  &
             -f_star(ig,l))/(f_star(ig,l+1)-f_star(ig,l))
               zw2(ig,l+1)=0.
               lmax(ig)=l
            endif
!CRfin
               wa_moy(ig,l+1)=sqrt(zw2(ig,l+1))

            IF (wa_moy(ig,l+1)>wmaxa(ig)) THEN
!   lmix est le niveau de la couche ou w (wa_moy) est maximum
               lmix(ig)=l+1
               wmaxa(ig)=wa_moy(ig,l+1)
            endif
         enddo
      enddo
       IF (prt_level>=1) PRINT*,'fin calcul zw2'

! Determination de zw2 max
      DO ig=1,ngrid
         wmax(ig)=0.
      enddo

      DO l=1,nlay
         DO ig=1,ngrid
            IF (l<=lmax(ig)) THEN
                zw2(ig,l)=sqrt(zw2(ig,l))
                wmax(ig)=max(wmax(ig),zw2(ig,l))
            else
                 zw2(ig,l)=0.
            endif
          enddo
      enddo

!   Longueur caracteristique correspondant a la hauteur des thermiques.
      DO  ig=1,ngrid
         zmax(ig)=0.
         zlevinter(ig)=zlev(ig,1)
      enddo
      DO  ig=1,ngrid
! calcul de zlevinter
          zlevinter(ig)=zlev(ig,lmax(ig)) + &
      (linter(ig)-lmax(ig))*(zlev(ig,lmax(ig)+1)-zlev(ig,lmax(ig)))
           zmax(ig)=max(zmax(ig),zlevinter(ig)-zlev(ig,lmin(ig)))
      enddo

 RETURN
      END
END MODULE lmdz_thermcell_dry