source: lmdz_wrf/trunk/WRFV3/lmdz/stdlevvar.F90 @ 1465

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WRF: version v3.3
LMDZ: version v1818

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Line 
1!
2! $Header$
3!
4      SUBROUTINE stdlevvar(klon, knon, nsrf, zxli, &
5                           u1, v1, t1, q1, z1, &
6                           ts1, qsurf, rugos, psol, pat1, &
7                           t_2m, q_2m, t_10m, q_10m, u_10m, ustar)
8      IMPLICIT NONE
9!-------------------------------------------------------------------------
10!
11! Objet : calcul de la temperature et l'humidite relative a 2m et du
12!         module du vent a 10m a partir des relations de Dyer-Businger et
13!         des equations de Louis.
14!
15! Reference : Hess, Colman et McAvaney (1995)       
16!
17! I. Musat, 01.07.2002
18!
19!AM On rajoute en sortie t et q a 10m pr le calcule d'hbtm2 dans clmain
20!
21!-------------------------------------------------------------------------
22!
23! klon----input-I- dimension de la grille physique (= nb_pts_latitude X nb_pts_longitude)
24! knon----input-I- nombre de points pour un type de surface
25! nsrf----input-I- indice pour le type de surface; voir indice_sol_mod.F90
26! zxli----input-L- TRUE si calcul des cdrags selon Laurent Li
27! u1------input-R- vent zonal au 1er niveau du modele
28! v1------input-R- vent meridien au 1er niveau du modele
29! t1------input-R- temperature de l'air au 1er niveau du modele
30! q1------input-R- humidite relative au 1er niveau du modele
31! z1------input-R- geopotentiel au 1er niveau du modele
32! ts1-----input-R- temperature de l'air a la surface
33! qsurf---input-R- humidite relative a la surface
34! rugos---input-R- rugosite
35! psol----input-R- pression au sol
36! pat1----input-R- pression au 1er niveau du modele
37!
38! t_2m---output-R- temperature de l'air a 2m
39! q_2m---output-R- humidite relative a 2m
40! u_10m--output-R- vitesse du vent a 10m
41!AM
42! t_10m--output-R- temperature de l'air a 10m
43! q_10m--output-R- humidite specifique a 10m
44! ustar--output-R- u*
45!
46      INTEGER, intent(in) :: klon, knon, nsrf
47      LOGICAL, intent(in) :: zxli
48      REAL, dimension(klon), intent(in) :: u1, v1, t1, q1, z1, ts1
49      REAL, dimension(klon), intent(in) :: qsurf, rugos
50      REAL, dimension(klon), intent(in) :: psol, pat1
51!
52      REAL, dimension(klon), intent(out) :: t_2m, q_2m, ustar
53      REAL, dimension(klon), intent(out) :: u_10m, t_10m, q_10m
54!-------------------------------------------------------------------------
55      include "YOMCST.h"
56!IM PLUS
57      include "YOETHF.h"
58!
59! Quelques constantes et options:
60!
61! RKAR : constante de von Karman
62      REAL, PARAMETER :: RKAR=0.40
63! niter : nombre iterations calcul "corrector"
64!     INTEGER, parameter :: niter=6, ncon=niter-1
65      INTEGER, parameter :: niter=2, ncon=niter-1
66!
67! Variables locales
68      INTEGER :: i, n
69      REAL :: zref
70      REAL, dimension(klon) :: speed
71! tpot : temperature potentielle
72      REAL, dimension(klon) :: tpot
73      REAL, dimension(klon) :: zri1, cdran
74      REAL, dimension(klon) :: cdram, cdrah
75! ri1 : nb. de Richardson entre la surface --> la 1ere couche
76      REAL, dimension(klon) :: ri1
77      REAL, dimension(klon) :: testar, qstar
78      REAL, dimension(klon) :: zdte, zdq   
79! lmon : longueur de Monin-Obukhov selon Hess, Colman and McAvaney
80      DOUBLE PRECISION, dimension(klon) :: lmon
81      DOUBLE PRECISION, parameter :: eps=1.0D-20
82      REAL, dimension(klon) :: delu, delte, delq
83      REAL, dimension(klon) :: u_zref, te_zref, q_zref 
84      REAL, dimension(klon) :: temp, pref
85      LOGICAL :: okri
86      REAL, dimension(klon) :: u_zref_p, te_zref_p, temp_p, q_zref_p
87!convertgence
88      REAL, dimension(klon) :: te_zref_con, q_zref_con
89      REAL, dimension(klon) :: u_zref_c, te_zref_c, temp_c, q_zref_c
90      REAL, dimension(klon) :: ok_pred, ok_corr
91!     REAL, dimension(klon) :: conv_te, conv_q
92!-------------------------------------------------------------------------
93      DO i=1, knon
94       speed(i)=SQRT(u1(i)**2+v1(i)**2)
95       ri1(i) = 0.0
96      ENDDO
97!
98      okri=.FALSE.
99      CALL coefcdrag(klon, knon, nsrf, zxli, &
100 &                   speed, t1, q1, z1, psol, &
101 &                   ts1, qsurf, rugos, okri, ri1,  &         
102 &                   cdram, cdrah, cdran, zri1, pref)           
103!
104!---------Star variables----------------------------------------------------
105!
106      DO i = 1, knon
107        ri1(i) = zri1(i)
108        tpot(i) = t1(i)* (psol(i)/pat1(i))**RKAPPA
109        ustar(i) = sqrt(cdram(i) * speed(i) * speed(i))
110        zdte(i) = tpot(i) - ts1(i)
111        zdq(i) = max(q1(i),0.0) - max(qsurf(i),0.0)
112!
113!
114!IM BUG BUG BUG       zdte(i) = max(zdte(i),1.e-10)
115        zdte(i) = sign(max(abs(zdte(i)),1.e-10),zdte(i))
116!
117        testar(i) = (cdrah(i) * zdte(i) * speed(i))/ustar(i)
118        qstar(i) = (cdrah(i) * zdq(i) * speed(i))/ustar(i)
119        lmon(i) = (ustar(i) * ustar(i) * tpot(i))/ &
120 &                (RKAR * RG * testar(i))
121      ENDDO
122!
123!----------First aproximation of variables at zref --------------------------
124      zref = 2.0
125      CALL screenp(klon, knon, nsrf, speed, tpot, q1, &
126 &                 ts1, qsurf, rugos, lmon, &
127 &                 ustar, testar, qstar, zref, &
128 &                 delu, delte, delq)
129!
130      DO i = 1, knon
131        u_zref(i) = delu(i)
132        q_zref(i) = max(qsurf(i),0.0) + delq(i)
133        te_zref(i) = ts1(i) + delte(i)
134        temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pat1(i))**(-RKAPPA)
135        q_zref_p(i) = q_zref(i)
136!       te_zref_p(i) = te_zref(i)
137        temp_p(i) = temp(i)
138      ENDDO
139!
140! Iteration of the variables at the reference level zref : corrector calculation ; see Hess & McAvaney, 1995
141!
142      DO n = 1, niter
143!
144        okri=.TRUE.
145        CALL screenc(klon, knon, nsrf, zxli, &
146 &                   u_zref, temp, q_zref, zref, &
147 &                   ts1, qsurf, rugos, psol, &           
148 &                   ustar, testar, qstar, okri, ri1, &
149 &                   pref, delu, delte, delq)
150!
151        DO i = 1, knon
152          u_zref(i) = delu(i)
153          q_zref(i) = delq(i) + max(qsurf(i),0.0)
154          te_zref(i) = delte(i) + ts1(i)
155!
156! return to normal temperature
157!
158          temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pref(i))**(-RKAPPA)
159!         temp(i) = te_zref(i) - (zref* RG)/RCPD/ &
160!                 (1 + RVTMP2 * max(q_zref(i),0.0))
161!
162!IM +++
163!         IF(temp(i).GT.350.) THEN
164!           WRITE(*,*) 'temp(i) GT 350 K !!',i,nsrf,temp(i)
165!         ENDIF
166!IM ---
167!
168        IF(n.EQ.ncon) THEN
169          te_zref_con(i) = te_zref(i)
170          q_zref_con(i) = q_zref(i)
171        ENDIF
172!
173        ENDDO
174!
175      ENDDO
176!
177! verifier le critere de convergence : 0.25% pour te_zref et 5% pour qe_zref
178!
179!       DO i = 1, knon
180!         conv_te(i) = (te_zref(i) - te_zref_con(i))/te_zref_con(i)
181!         conv_q(i) = (q_zref(i) - q_zref_con(i))/q_zref_con(i)
182!IM +++
183!         IF(abs(conv_te(i)).GE.0.0025.AND.abs(conv_q(i)).GE.0.05) THEN
184!           PRINT*,'DIV','i=',i,te_zref_con(i),te_zref(i),conv_te(i), &
185!           q_zref_con(i),q_zref(i),conv_q(i)
186!         ENDIF
187!IM ---
188!       ENDDO
189!
190      DO i = 1, knon
191        q_zref_c(i) = q_zref(i)
192        temp_c(i) = temp(i)
193!
194!       IF(zri1(i).LT.0.) THEN
195!         IF(nsrf.EQ.1) THEN
196!           ok_pred(i)=1.
197!           ok_corr(i)=0.
198!         ELSE
199!           ok_pred(i)=0.
200!           ok_corr(i)=1.
201!         ENDIF
202!       ELSE
203!         ok_pred(i)=0.
204!         ok_corr(i)=1.
205!       ENDIF
206!
207        ok_pred(i)=0.
208        ok_corr(i)=1.
209!
210        t_2m(i) = temp_p(i) * ok_pred(i) + temp_c(i) * ok_corr(i)
211        q_2m(i) = q_zref_p(i) * ok_pred(i) + q_zref_c(i) * ok_corr(i)
212!IM +++
213!       IF(n.EQ.niter) THEN
214!       IF(t_2m(i).LT.t1(i).AND.t_2m(i).LT.ts1(i)) THEN
215!         PRINT*,' BAD t2m LT ',i,nsrf,t_2m(i),t1(i),ts1(i)
216!       ELSEIF(t_2m(i).GT.t1(i).AND.t_2m(i).GT.ts1(i)) THEN
217!         PRINT*,' BAD t2m GT ',i,nsrf,t_2m(i),t1(i),ts1(i)
218!       ENDIF
219!       ENDIF
220!IM ---
221      ENDDO
222!
223!
224!----------First aproximation of variables at zref --------------------------
225!
226      zref = 10.0
227      CALL screenp(klon, knon, nsrf, speed, tpot, q1, &
228 &                 ts1, qsurf, rugos, lmon, &
229 &                 ustar, testar, qstar, zref, &
230 &                 delu, delte, delq)
231!
232      DO i = 1, knon
233        u_zref(i) = delu(i)
234        q_zref(i) = max(qsurf(i),0.0) + delq(i)
235        te_zref(i) = ts1(i) + delte(i)
236        temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pat1(i))**(-RKAPPA)
237!       temp(i) = te_zref(i) - (zref* RG)/RCPD/ &
238!                 (1 + RVTMP2 * max(q_zref(i),0.0))
239        u_zref_p(i) = u_zref(i)
240      ENDDO
241!
242! Iteration of the variables at the reference level zref : corrector ; see Hess & McAvaney, 1995
243!
244      DO n = 1, niter
245!
246        okri=.TRUE.
247        CALL screenc(klon, knon, nsrf, zxli, &
248 &                   u_zref, temp, q_zref, zref, &
249 &                   ts1, qsurf, rugos, psol, &
250 &                   ustar, testar, qstar, okri, ri1, &
251 &                   pref, delu, delte, delq)
252!
253        DO i = 1, knon
254          u_zref(i) = delu(i)
255          q_zref(i) = delq(i) + max(qsurf(i),0.0)
256          te_zref(i) = delte(i) + ts1(i)
257          temp(i) = te_zref(i) * (psol(i)/pref(i))**(-RKAPPA)
258!         temp(i) = te_zref(i) - (zref* RG)/RCPD/ &
259!                   (1 + RVTMP2 * max(q_zref(i),0.0))
260        ENDDO
261!
262      ENDDO
263!
264      DO i = 1, knon
265        u_zref_c(i) = u_zref(i)
266!
267        u_10m(i) = u_zref_p(i) * ok_pred(i) + u_zref_c(i) * ok_corr(i)
268!
269!AM
270        q_zref_c(i) = q_zref(i)
271        temp_c(i) = temp(i)
272        t_10m(i) = temp_p(i) * ok_pred(i) + temp_c(i) * ok_corr(i)
273        q_10m(i) = q_zref_p(i) * ok_pred(i) + q_zref_c(i) * ok_corr(i)
274!MA
275      ENDDO
276!
277      RETURN
278      END subroutine stdlevvar
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.