SUBROUTINE thermcell_plume(ngrid,klev,ztv,zthl,po,zl,rhobarz, & & zlev,pplev,pphi,zpspsk,l_mix,r_aspect,alim_star, & & lalim,zmax_sec,f0,detr_star,entr_star,f_star,ztva, & & ztla,zqla,zqta,zha,zw2,zqsatth,lmix,linter,lev_out) !-------------------------------------------------------------------------- !thermcell_plume: calcule les valeurs de qt, thetal et w dans l ascendance !-------------------------------------------------------------------------- IMPLICIT NONE #include "YOMCST.h" #include "YOETHF.h" #include "FCTTRE.h" INTEGER ngrid,klev REAL ztv(ngrid,klev) REAL zthl(ngrid,klev) REAL po(ngrid,klev) REAL zl(ngrid,klev) REAL rhobarz(ngrid,klev) REAL zlev(ngrid,klev+1) REAL pplev(ngrid,klev+1) REAL pphi(ngrid,klev) REAL zpspsk(ngrid,klev) REAL alim_star(ngrid,klev) REAL zmax_sec(ngrid) REAL f0(ngrid) REAL l_mix REAL r_aspect INTEGER lalim(ngrid) integer lev_out ! niveau pour les print REAL ztva(ngrid,klev) REAL ztla(ngrid,klev) REAL zqla(ngrid,klev) REAL zqta(ngrid,klev) REAL zha(ngrid,klev) REAL detr_star(ngrid,klev) REAL entr_star(ngrid,klev) REAL detr(ngrid,klev) REAL entr(ngrid,klev) REAL zw2(ngrid,klev+1) REAL w_est(ngrid,klev+1) REAL f_star(ngrid,klev+1) REAL wa_moy(ngrid,klev+1) REAL ztva_est(ngrid,klev) REAL zqla_est(ngrid,klev) REAL zqsatth(ngrid,klev) REAL linter(ngrid) INTEGER lmix(ngrid) REAL wmaxa(ngrid) INTEGER ig,l,k real zcor,zdelta,zcvm5,qlbef real Tbef,qsatbef real dqsat_dT,DT,num,denom REAL REPS,RLvCp,DDT0 PARAMETER (DDT0=.01) logical Zsat Zsat=.false. ! Initialisation RLvCp = RLVTT/RCPD do l=1,klev do ig=1,ngrid zqla_est(ig,l)=0. ztva_est(ig,l)=ztva(ig,l) zqsatth(ig,l)=0. enddo enddo !AM:initialisations du thermique do k=1,klev do ig=1,ngrid ztva(ig,k)=ztv(ig,k) ztla(ig,k)=zthl(ig,k) zqla(ig,k)=0. zqta(ig,k)=po(ig,k) enddo enddo do k=1,klev do ig=1,ngrid detr_star(ig,k)=0. entr_star(ig,k)=0. detr(ig,k)=0. entr(ig,k)=0. enddo enddo if (lev_out.ge.1) print*,'7 OK convect8' do k=1,klev+1 do ig=1,ngrid zw2(ig,k)=0. w_est(ig,k)=0. f_star(ig,k)=0. wa_moy(ig,k)=0. enddo enddo if (lev_out.ge.1) print*,'8 OK convect8' do ig=1,ngrid linter(ig)=1. lmix(ig)=1 wmaxa(ig)=0. enddo !----------------------------------------------------------------------------------- !boucle de calcul de la vitesse verticale dans le thermique !----------------------------------------------------------------------------------- do l=1,klev-1 do ig=1,ngrid if (ztv(ig,l).gt.ztv(ig,l+1) & & .and.alim_star(ig,l).gt.1.e-10 & & .and.zw2(ig,l).lt.1e-10) then ztla(ig,l)=zthl(ig,l) zqta(ig,l)=po(ig,l) zqla(ig,l)=zl(ig,l) f_star(ig,l+1)=alim_star(ig,l) 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)) w_est(ig,l+1)=zw2(ig,l+1) ! else if ((zw2(ig,l).ge.1e-10).and. & & (f_star(ig,l)+alim_star(ig,l)).gt.1.e-10) then !estimation du detrainement a partir de la geometrie du pas precedent !tests sur la definition du detr !calcul de detr_star et entr_star !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! FH le test miraculeux de Catherine ? Le bout du tunel ? ! w_est(ig,3)=zw2(ig,2)* & ! & ((f_star(ig,2))**2) & ! & /(f_star(ig,2)+alim_star(ig,2))**2+ & ! & 2.*RG*(ztva(ig,1)-ztv(ig,2))/ztv(ig,2) & ! & *(zlev(ig,3)-zlev(ig,2)) ! if (l.gt.2) then !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! if (l.gt.2) then w_est(ig,3)=zw2(ig,2)* & & ((f_star(ig,2))**2) & & /(f_star(ig,2)+alim_star(ig,2))**2+ & & 2.*RG*(ztva(ig,2)-ztv(ig,2))/ztv(ig,2) & & *(zlev(ig,3)-zlev(ig,2)) !--------------------------------------------------------------------------- !calcul de l entrainement et du detrainement lateral !--------------------------------------------------------------------------- ! !test:estimation de ztva_new_est sans entrainement Tbef=ztla(ig,l-1)*zpspsk(ig,l) zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-Tbef)) qsatbef= R2ES * FOEEW(Tbef,zdelta)/pplev(ig,l) qsatbef=MIN(0.5,qsatbef) zcor=1./(1.-retv*qsatbef) qsatbef=qsatbef*zcor Zsat = (max(0.,zqta(ig,l-1)-qsatbef) .gt. 1.e-10) if (Zsat) then qlbef=max(0.,zqta(ig,l-1)-qsatbef) DT = 0.5*RLvCp*qlbef do while (abs(DT).gt.DDT0) Tbef=Tbef+DT zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-Tbef)) qsatbef= R2ES * FOEEW(Tbef,zdelta)/pplev(ig,l) qsatbef=MIN(0.5,qsatbef) zcor=1./(1.-retv*qsatbef) qsatbef=qsatbef*zcor qlbef=zqta(ig,l-1)-qsatbef zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-Tbef)) zcvm5=R5LES*(1.-zdelta) + R5IES*zdelta zcor=1./(1.-retv*qsatbef) dqsat_dT=FOEDE(Tbef,zdelta,zcvm5,qsatbef,zcor) num=-Tbef+ztla(ig,l-1)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*qlbef denom=1.+RLvCp*dqsat_dT DT=num/denom enddo zqla_est(ig,l) = max(0.,zqta(ig,l-1)-qsatbef) endif ztva_est(ig,l) = ztla(ig,l-1)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*zqla_est(ig,l) ztva_est(ig,l) = ztva_est(ig,l)/zpspsk(ig,l) ztva_est(ig,l) = ztva_est(ig,l)*(1.+RETV*(zqta(ig,l-1) & & -zqla_est(ig,l))-zqla_est(ig,l)) w_est(ig,l+1)=zw2(ig,l)* & & ((f_star(ig,l))**2) & & /(f_star(ig,l)+alim_star(ig,l))**2+ & & 2.*RG*(ztva_est(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) & & *(zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l)) if (w_est(ig,l+1).lt.0.) then w_est(ig,l+1)=zw2(ig,l) endif ! !calcul du detrainement if ((w_est(ig,l+1).gt.w_est(ig,l)).and. & & (zlev(ig,l+1).lt.zmax_sec(ig)).and. & & (zqla(ig,l-1).lt.1.e-10)) then detr_star(ig,l)=MAX(0.,(rhobarz(ig,l+1) & & *sqrt(w_est(ig,l+1))*sqrt(l_mix*zlev(ig,l+1)) & & -rhobarz(ig,l)*sqrt(w_est(ig,l))*sqrt(l_mix*zlev(ig,l))) & & /(r_aspect*zmax_sec(ig))) if (lev_out.ge.20) print*,'coucou calcul detr 1' else if ((zlev(ig,l+1).lt.zmax_sec(ig)).and. & & (zqla(ig,l-1).lt.1.e-10)) then detr_star(ig,l)=-f0(ig)*f_star(ig,lmix(ig)) & & /(rhobarz(ig,lmix(ig))*wmaxa(ig))* & & (rhobarz(ig,l+1)*sqrt(w_est(ig,l+1)) & & *((zmax_sec(ig)-zlev(ig,l+1))/ & & ((zmax_sec(ig)-zlev(ig,lmix(ig)))))**2. & & -rhobarz(ig,l)*sqrt(w_est(ig,l)) & & *((zmax_sec(ig)-zlev(ig,l))/ & & ((zmax_sec(ig)-zlev(ig,lmix(ig)))))**2.) if (lev_out.ge.20) print*,'coucou calcul detr 2' else detr_star(ig,l)=0.002*f0(ig)*f_star(ig,l) & & *(zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l)) if (lev_out.ge.20) print*,'coucou calcul detr 3' endif detr_star(ig,l)=detr_star(ig,l)/f0(ig) ! !calcul de entr_star ! ! Deplacement du calcul de entr_star pour eviter d'avoir aussi ! entr_star > fstar. ! Redeplacer suite a la transformation du cas detr>f ! FH if(l.gt.lalim(ig)) then entr_star(ig,l)=0.4*detr_star(ig,l) else ! FH : ! Cette ligne doit permettre de garantir qu'on a toujours un flux = 1 ! en haut de la couche d'alimentation. ! A remettre en questoin a la premiere occasion mais ca peut aider a ! ecrire un code robuste. ! Que ce soit avec ca ou avec l'ancienne facon de faire (e* = 0 mais ! d* non nul) on a une discontinuité de e* ou d* en haut de la couche ! d'alimentation, ce qui n'est pas forcement heureux. entr_star(ig,l)=max(detr_star(ig,l)-alim_star(ig,l),0.) detr_star(ig,l)=entr_star(ig,l) endif ! if (detr_star(ig,l).gt.f_star(ig,l)) then ! Ce test est là entre autres parce qu'on passe par des valeurs ! delirantes de detr_star. ! ca vaut sans doute le coup de verifier pourquoi. detr_star(ig,l)=f_star(ig,l) if (l.gt.lalim(ig)+1) then entr_star(ig,l)=0. alim_star(ig,l)=0. ! FH ajout pour forcer a stoper le thermique juste sous le sommet ! de la couche (voir calcul de finter) zw2(ig,l+1)=-1.e-10 linter(ig)=l+1 else entr_star(ig,l)=detr_star(ig,l) endif endif else detr_star(ig,l)=0. entr_star(ig,l)=0. endif !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! FH inutile si on conserve comme on l'a fait plus haut entr=detr ! dans la couche d'alimentation !pas d entrainement dans la couche alim ! if ((l.le.lalim(ig))) then ! entr_star(ig,l)=0. ! endif !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! !prise en compte du detrainement et de l entrainement dans le calcul du flux f_star(ig,l+1)=f_star(ig,l)+alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l) & & -detr_star(ig,l) !test sur le signe de f_star if (f_star(ig,l+1).gt.1.e-10) then !---------------------------------------------------------------------------- !calcul de la vitesse verticale en melangeant Tl et qt du thermique !--------------------------------------------------------------------------- ! Zsat=.false. ztla(ig,l)=(f_star(ig,l)*ztla(ig,l-1)+ & & (alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l))*zthl(ig,l)) & & /(f_star(ig,l+1)+detr_star(ig,l)) ! zqta(ig,l)=(f_star(ig,l)*zqta(ig,l-1)+ & & (alim_star(ig,l)+entr_star(ig,l))*po(ig,l)) & & /(f_star(ig,l+1)+detr_star(ig,l)) ! Tbef=ztla(ig,l)*zpspsk(ig,l) zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-Tbef)) qsatbef= R2ES * FOEEW(Tbef,zdelta)/pplev(ig,l) qsatbef=MIN(0.5,qsatbef) zcor=1./(1.-retv*qsatbef) qsatbef=qsatbef*zcor Zsat = (max(0.,zqta(ig,l)-qsatbef) .gt. 1.e-10) if (Zsat) then qlbef=max(0.,zqta(ig,l)-qsatbef) DT = 0.5*RLvCp*qlbef do while (abs(DT).gt.DDT0) Tbef=Tbef+DT zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-Tbef)) qsatbef= R2ES * FOEEW(Tbef,zdelta)/pplev(ig,l) qsatbef=MIN(0.5,qsatbef) zcor=1./(1.-retv*qsatbef) qsatbef=qsatbef*zcor qlbef=zqta(ig,l)-qsatbef zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-Tbef)) zcvm5=R5LES*(1.-zdelta) + R5IES*zdelta zcor=1./(1.-retv*qsatbef) dqsat_dT=FOEDE(Tbef,zdelta,zcvm5,qsatbef,zcor) num=-Tbef+ztla(ig,l)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*qlbef denom=1.+RLvCp*dqsat_dT DT=num/denom enddo zqla(ig,l) = max(0.,qlbef) endif ! ! on ecrit de maniere conservative (sat ou non) ! T = Tl +Lv/Cp ql ztva(ig,l) = ztla(ig,l)*zpspsk(ig,l)+RLvCp*zqla(ig,l) ztva(ig,l) = ztva(ig,l)/zpspsk(ig,l) !on rajoute le calcul de zha pour diagnostiques (temp potentielle) zha(ig,l) = ztva(ig,l) ztva(ig,l) = ztva(ig,l)*(1.+RETV*(zqta(ig,l) & & -zqla(ig,l))-zqla(ig,l)) !on ecrit zqsat zqsatth(ig,l)=qsatbef !calcul de vitesse zw2(ig,l+1)=zw2(ig,l)* & & ((f_star(ig,l))**2) & & /(f_star(ig,l+1)+detr_star(ig,l))**2+ & & 2.*RG*(ztva(ig,l)-ztv(ig,l))/ztv(ig,l) & & *(zlev(ig,l+1)-zlev(ig,l)) endif endif ! !initialisations pour le calcul de la hauteur du thermique, de l'inversion et de la vitesse verticale max if (zw2(ig,l+1)>0. .and. zw2(ig,l+1).lt.1.e-10) then ! stop'On tombe sur le cas particulier de thermcell_dry' print*,'On tombe sur le cas particulier de thermcell_plume' zw2(ig,l+1)=0. linter(ig)=l+1 endif if (zw2(ig,l+1).lt.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. endif wa_moy(ig,l+1)=sqrt(zw2(ig,l+1)) if (wa_moy(ig,l+1).gt.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 return end