source: lmdz_wrf/trunk/WRFV3/phys/module_bl_gfs.F @ 2295

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WRF: version v3.3
LMDZ: version v1818

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Line 
1!LWRF:MODEL_LAYER:PHYSICS
2!
3MODULE module_bl_gfs
4
5CONTAINS
6
7!-------------------------------------------------------------------         
8   SUBROUTINE BL_GFS(U3D,V3D,TH3D,T3D,QV3D,QC3D,QI3D,P3D,PI3D,     &
9                  RUBLTEN,RVBLTEN,RTHBLTEN,                        &
10                  RQVBLTEN,RQCBLTEN,RQIBLTEN,                      &
11                  CP,G,ROVCP,R,ROVG,P_QI,P_FIRST_SCALAR,           &
12                  dz8w,z,PSFC,                                     &
13                  UST,PBL,PSIM,PSIH,                               &
14                  HFX,QFX,TSK,GZ1OZ0,WSPD,BR,                      &
15                  DT,KPBL2D,EP1,KARMAN,                            &
16#if (NMM_CORE==1)
17                  DISHEAT,                                         &
18#endif
19                  ids,ide, jds,jde, kds,kde,                       &
20                  ims,ime, jms,jme, kms,kme,                       &
21                  its,ite, jts,jte, kts,kte                        )
22!--------------------------------------------------------------------
23      USE MODULE_GFS_MACHINE , ONLY : kind_phys
24!-------------------------------------------------------------------
25      IMPLICIT NONE
26!-------------------------------------------------------------------
27!-- U3D         3D u-velocity interpolated to theta points (m/s)
28!-- V3D         3D v-velocity interpolated to theta points (m/s)
29!-- TH3D        3D potential temperature (K)
30!-- T3D         temperature (K)
31!-- QV3D        3D water vapor mixing ratio (Kg/Kg)
32!-- QC3D        3D cloud mixing ratio (Kg/Kg)
33!-- QI3D        3D ice mixing ratio (Kg/Kg)
34!-- P3D         3D pressure (Pa)
35!-- PI3D        3D exner function (dimensionless)
36!-- rr3D        3D dry air density (kg/m^3)
37!-- RUBLTEN     U tendency due to
38!               PBL parameterization (m/s^2)
39!-- RVBLTEN     V tendency due to
40!               PBL parameterization (m/s^2)
41!-- RTHBLTEN    Theta tendency due to
42!               PBL parameterization (K/s)
43!-- RQVBLTEN    Qv tendency due to
44!               PBL parameterization (kg/kg/s)
45!-- RQCBLTEN    Qc tendency due to
46!               PBL parameterization (kg/kg/s)
47!-- RQIBLTEN    Qi tendency due to
48!               PBL parameterization (kg/kg/s)
49!-- CP          heat capacity at constant pressure for dry air (J/kg/K)
50!-- G           acceleration due to gravity (m/s^2)
51!-- ROVCP       R/CP
52!-- R           gas constant for dry air (J/kg/K)
53!-- ROVG        R/G
54!-- P_QI        species index for cloud ice
55!-- dz8w        dz between full levels (m)
56!-- z           height above sea level (m)
57!-- PSFC        pressure at the surface (Pa)
58!-- UST         u* in similarity theory (m/s)
59!-- PBL         PBL height (m)
60!-- PSIM        similarity stability function for momentum
61!-- PSIH        similarity stability function for heat
62!-- HFX         upward heat flux at the surface (W/m^2)
63!-- QFX         upward moisture flux at the surface (kg/m^2/s)
64!-- TSK         surface temperature (K)
65!-- GZ1OZ0      log(z/z0) where z0 is roughness length
66!-- WSPD        wind speed at lowest model level (m/s)
67!-- BR          bulk Richardson number in surface layer
68!-- DT          time step (s)
69!-- rvovrd      R_v divided by R_d (dimensionless)
70!-- EP1         constant for virtual temperature (R_v/R_d - 1) (dimensionless)
71!-- KARMAN      Von Karman constant
72!-- ids         start index for i in domain
73!-- ide         end index for i in domain
74!-- jds         start index for j in domain
75!-- jde         end index for j in domain
76!-- kds         start index for k in domain
77!-- kde         end index for k in domain
78!-- ims         start index for i in memory
79!-- ime         end index for i in memory
80!-- jms         start index for j in memory
81!-- jme         end index for j in memory
82!-- kms         start index for k in memory
83!-- kme         end index for k in memory
84!-- its         start index for i in tile
85!-- ite         end index for i in tile
86!-- jts         start index for j in tile
87!-- jte         end index for j in tile
88!-- kts         start index for k in tile
89!-- kte         end index for k in tile
90!-------------------------------------------------------------------
91
92#if (NMM_CORE==1)
93      LOGICAL , INTENT(IN)::            DISHEAT                         !  gopal's doing
94#endif
95
96      INTEGER, INTENT(IN) ::            ids,ide, jds,jde, kds,kde,      &
97                                        ims,ime, jms,jme, kms,kme,      &
98                                        its,ite, jts,jte, kts,kte,      &
99                                        P_QI,P_FIRST_SCALAR
100
101      REAL,    INTENT(IN) ::                                            &
102                                        CP,                             &
103                                        DT,                             &
104                                        EP1,                            &
105                                        G,                              &
106                                        KARMAN,                         &
107                                        R,                              &
108                                        ROVCP,                          &
109                                        ROVG
110
111      REAL,    DIMENSION(ims:ime, kms:kme, jms:jme), INTENT(IN) ::      &
112                                        DZ8W,                           &
113                                        P3D,                            &
114                                        PI3D,                           &
115                                        QC3D,                           &
116                                        QI3D,                           &
117                                        QV3D,                           &
118                                        T3D,                            &
119                                        TH3D,                           &
120                                        U3D,                            &
121                                        V3D,                            &
122                                        Z   
123
124
125      REAL,    DIMENSION(ims:ime, kms:kme, jms:jme), INTENT(INOUT) ::   &
126                                        RTHBLTEN,                       &
127                                        RQCBLTEN,                       &
128                                        RQIBLTEN,                       &
129                                        RQVBLTEN,                       &
130                                        RUBLTEN,                        &
131                                        RVBLTEN                       
132
133      REAL,    DIMENSION(ims:ime, jms:jme), INTENT(IN) ::               &
134                                        BR,                             &
135                                        GZ1OZ0,                         &
136                                        HFX,                            &
137                                        PSFC,                           &
138                                        PSIM,                           &
139                                        PSIH,                           &
140                                        QFX,                            &
141                                        TSK
142 
143      REAL,    DIMENSION(ims:ime, jms:jme), INTENT(INOUT) ::            &
144                                        PBL,                            &
145                                        UST,                            &
146                                        WSPD
147
148      INTEGER, DIMENSION(ims:ime, jms:jme), INTENT(OUT) ::              &
149                                        KPBL2D
150
151
152!--------------------------- LOCAL VARS ------------------------------
153
154
155      REAL     (kind=kind_phys), DIMENSION(its:ite, kts:kte) ::         &
156                                        DEL,                            &
157                                        DU,                             &
158                                        DV,                             &
159                                        PHIL,                           &
160                                        PRSL,                           &
161                                        PRSLK,                          &
162                                        T1,                             &
163                                        TAU,                            &
164                                        dishx,                          &
165                                        U1,                             &
166                                        V1
167
168      REAL     (kind=kind_phys), DIMENSION(its:ite, kts:kte+1) ::       &
169                                        PHII,                           &
170                                        PRSI
171
172      REAL     (kind=kind_phys), DIMENSION(its:ite, kts:kte, 3) ::      &
173                                        Q1,                             &
174                                        RTG
175
176      REAL     (kind=kind_phys), DIMENSION(its:ite) ::                  &
177                                        DQSFC,                          &
178                                        DTSFC,                          &
179                                        DUSFC,                          &
180                                        DVSFC,                          &
181                                        EVAP,                           &
182                                        FH,                             &
183                                        FM,                             &
184                                        HEAT,                           &
185                                        HGAMQ,                          &
186                                        HGAMT,                          &
187                                        HPBL,                           &
188                                        PSK,                            &
189                                        QSS,                            &
190                                        RBSOIL,                         &
191                                        RCL,                            &
192                                        SPD1,                           &
193                                        STRESS,                         &
194                                        TSEA
195
196      REAL     (kind=kind_phys) ::                                      &
197                                        CPM,                            &
198                                        cpmikj,                         &
199                                        DELTIM,                         &
200                                        FMTMP,                          &
201                                        RRHOX
202
203      INTEGER, DIMENSION( its:ite ) ::                                  &
204                                        KPBL
205
206      INTEGER ::                                                        &
207                                        I,                              &
208                                        IM,                             &
209                                        J,                              &
210                                        K,                              &
211                                        KM,                             &
212                                        KTEM,                           &
213                                        KTEP,                           &
214                                        KX,                             &
215                                        L,                              &
216                                        NTRAC
217 
218   IM=ITE-ITS+1
219   KX=KTE-KTS+1
220   KTEM=KTE-1
221   KTEP=KTE+1
222   NTRAC=2
223   DELTIM=DT
224   IF (P_QI.ge.P_FIRST_SCALAR) NTRAC=3
225
226
227   DO J=jts,jte
228
229      DO i=its,ite
230        RRHOX=(R*T3D(I,KTS,J)*(1.+EP1*QV3D(I,KTS,J)))/PSFC(I,J)
231        CPM=CP*(1.+0.8*QV3D(i,kts,j))
232        FMTMP=GZ1OZ0(i,j)-PSIM(i,j)
233        PSK(i)=(PSFC(i,j)*.00001)**ROVCP
234        FM(i)=FMTMP
235        FH(i)=GZ1OZ0(i,j)-PSIH(i,j)
236        TSEA(i)=TSK(i,j)
237        QSS(i)=QV3D(i,kts,j)               ! not used in moninp so set to qv3d for now
238        HEAT(i)=HFX(i,j)/CPM*RRHOX
239        EVAP(i)=QFX(i,j)*RRHOX
240        STRESS(i)=KARMAN*KARMAN*WSPD(i,j)*WSPD(i,j)/(FMTMP*FMTMP)
241        SPD1(i)=WSPD(i,j)
242        PRSI(i,kts)=PSFC(i,j)*.001
243        PHII(I,kts)=0.
244        RCL(i)=1.
245        RBSOIL(I)=BR(i,j)
246      ENDDO
247
248      DO k=kts,kte
249        DO i=its,ite
250          DV(I,K) = 0.
251          DU(I,K) = 0.
252          TAU(I,K) = 0.
253          U1(I,K) = U3D(i,k,j)
254          V1(I,K) = V3D(i,k,j)
255          T1(I,K) = T3D(i,k,j)
256          Q1(I,K,1) = QV3D(i,k,j)/(1.+QV3D(i,k,j))
257          Q1(I,K,2) = QC3D(i,k,j)/(1.+QC3D(i,k,j))
258          PRSL(I,K)=P3D(i,k,j)*.001
259        ENDDO
260      ENDDO
261
262      DO k=kts,kte
263        DO i=its,ite
264          PRSLK(I,K)=(PRSL(i,k)*.01)**ROVCP
265        ENDDO
266      ENDDO
267
268
269      DO k=kts+1,kte
270        km=k-1
271        DO i=its,ite
272          DEL(i,km)=PRSL(i,km)/ROVG*dz8w(i,km,j)/T3D(i,km,j)
273          PRSI(i,k)=PRSI(i,km)-DEL(i,km)
274          PHII(I,K)=(Z(i,k,j)-Z(i,kts,j))*G
275          PHIL(I,KM)=0.5*(Z(i,k,j)+Z(i,km,j)-2.*Z(i,kts,j))*G
276        ENDDO
277      ENDDO
278
279      DO i=its,ite
280        DEL(i,kte)=DEL(i,ktem)
281        PRSI(i,ktep)=PRSI(i,kte)-DEL(i,ktem)
282        PHII(I,KTEP)=PHII(I,KTE)+dz8w(i,kte,j)*G
283        PHIL(I,KTE)=PHII(I,KTE)-PHIL(I,KTEM)+PHII(I,KTE)
284      ENDDO
285
286      IF (P_QI.ge.P_FIRST_SCALAR) THEN
287        DO k=kts,kte
288          DO i=its,ite
289            Q1(I,K,3) = QI3D(i,k,j)/(1.+QI3D(i,k,j))
290          ENDDO
291        ENDDO
292      ENDIF
293
294      DO l=1,ntrac
295        DO k=kts,kte
296          DO i=its,ite
297            RTG(I,K,L) = 0.
298          ENDDO
299        ENDDO
300      ENDDO
301
302      CALL MONINP(IM,IM,KX,NTRAC,DV,DU,TAU,RTG,U1,V1,T1,Q1,             &
303                  PSK,RBSOIL,FM,FH,TSEA,QSS,HEAT,EVAP,STRESS,           &
304                  SPD1,KPBL,PRSI,DEL,PRSL,PRSLK,PHII,PHIL,RCL,          &
305                  DELTIM,DUSFC,DVSFC,DTSFC,DQSFC,HPBL,HGAMT,HGAMQ)
306
307!============================================================================
308!    ADD  IN  DISSIPATIVE HEATING .... v*dv. This is Bob's doing
309!============================================================================
310
311#if (NMM_CORE==1)
312
313      IF(DISHEAT)THEN
314       DO k=kts,kte
315         DO i=its,ite
316          dishx(i,k)=u1(i,k)*du(i,k) + v1(i,k)*dv(i,k)
317          cpmikj=CP*(1.+0.8*QV3D(i,k,j))
318          dishx(i,k)=-dishx(i,k)/cpmikj
319!         IF(k==1)WRITE(0,*)'ADDITIONAL DISSIPATIVE HEATING',tau(i,k),dishx(i,k)
320          tau(i,k)=tau(i,k)+dishx(i,k)
321         ENDDO
322       ENDDO
323      ENDIF
324#endif
325
326!=============================================================================
327
328
329      DO k=kts,kte
330        DO i=its,ite
331          RVBLTEN(I,K,J)=DV(I,K)
332          RUBLTEN(I,K,J)=DU(I,K)
333          RTHBLTEN(I,K,J)=TAU(I,K)/PI3D(I,K,J)
334          RQVBLTEN(I,K,J)=RTG(I,K,1)/(1.-Q1(I,K,1))**2
335          RQCBLTEN(I,K,J)=RTG(I,K,2)/(1.-Q1(I,K,2))**2
336        ENDDO
337      ENDDO
338
339      IF (P_QI.ge.P_FIRST_SCALAR) THEN
340        DO k=kts,kte
341          DO i=its,ite
342            RQIBLTEN(I,K,J)=RTG(I,K,3)/(1.-Q1(I,K,3))**2
343          ENDDO
344        ENDDO
345      ENDIF
346
347      DO i=its,ite
348        UST(i,j)=SQRT(STRESS(i))
349        WSPD(i,j)=SQRT(U3D(I,KTS,J)*U3D(I,KTS,J)+                       &
350                       V3D(I,KTS,J)*V3D(I,KTS,J))+1.E-9
351        PBL(i,j)=HPBL(i)
352        KPBL2D(i,j)=kpbl(i)
353      ENDDO
354
355    ENDDO
356
357
358   END SUBROUTINE BL_GFS
359
360!===================================================================
361   SUBROUTINE gfsinit(RUBLTEN,RVBLTEN,RTHBLTEN,RQVBLTEN,           &
362                      RQCBLTEN,RQIBLTEN,P_QI,P_FIRST_SCALAR,       &
363                      restart,                                     &
364                      allowed_to_read,                             &
365                      ids, ide, jds, jde, kds, kde,                &
366                      ims, ime, jms, jme, kms, kme,                &
367                      its, ite, jts, jte, kts, kte                 )
368!-------------------------------------------------------------------         
369   IMPLICIT NONE
370!-------------------------------------------------------------------         
371   LOGICAL , INTENT(IN)          ::  allowed_to_read,restart
372   INTEGER , INTENT(IN)          ::  ids, ide, jds, jde, kds, kde, &
373                                     ims, ime, jms, jme, kms, kme, &
374                                     its, ite, jts, jte, kts, kte
375   INTEGER , INTENT(IN)          ::  P_QI,P_FIRST_SCALAR
376
377   REAL , DIMENSION( ims:ime , kms:kme , jms:jme ) , INTENT(OUT) ::         &
378                                                         RUBLTEN, &
379                                                         RVBLTEN, &
380                                                         RTHBLTEN, &
381                                                         RQVBLTEN, &
382                                                         RQCBLTEN, &
383                                                         RQIBLTEN
384   INTEGER :: i, j, k, itf, jtf, ktf
385
386   jtf=min0(jte,jde-1)
387   ktf=min0(kte,kde-1)
388   itf=min0(ite,ide-1)
389
390   IF(.not.restart)THEN
391     DO j=jts,jtf
392     DO k=kts,ktf
393     DO i=its,itf
394        RUBLTEN(i,k,j)=0.
395        RVBLTEN(i,k,j)=0.
396        RTHBLTEN(i,k,j)=0.
397        RQVBLTEN(i,k,j)=0.
398        RQCBLTEN(i,k,j)=0.
399     ENDDO
400     ENDDO
401     ENDDO
402   ENDIF
403
404   IF (P_QI .ge. P_FIRST_SCALAR .and. .not.restart) THEN
405      DO j=jts,jtf
406      DO k=kts,ktf
407      DO i=its,itf
408         RQIBLTEN(i,k,j)=0.
409      ENDDO
410      ENDDO
411      ENDDO
412   ENDIF
413
414   IF (P_QI .ge. P_FIRST_SCALAR) THEN
415      DO j=jts,jtf
416      DO k=kts,ktf
417      DO i=its,itf
418         RQIBLTEN(i,k,j)=0.
419      ENDDO
420      ENDDO
421      ENDDO
422   ENDIF
423
424
425   END SUBROUTINE gfsinit
426
427! --------------------------------------------------------------
428!FPP$ NOCONCUR R
429      SUBROUTINE MONINP(IX,IM,KM,ntrac,DV,DU,TAU,RTG,                   &
430     &     U1,V1,T1,Q1,                                                 &
431     &     PSK,RBSOIL,FM,FH,TSEA,QSS,HEAT,EVAP,STRESS,SPD1,KPBL,        &
432!    &     PSK,RBSOIL,CD,CH,FM,FH,TSEA,QSS,DPHI,SPD1,KPBL,              &
433     &     PRSI,DEL,PRSL,PRSLK,PHII,PHIL,RCL,DELTIM,                    &
434     &     DUSFC,DVSFC,DTSFC,DQSFC,HPBL,HGAMT,HGAMQ)
435!
436      USE MODULE_GFS_MACHINE, ONLY : kind_phys
437      USE MODULE_GFS_PHYSCONS, grav => con_g, RD => con_RD, CP => con_CP &
438     &,             HVAP => con_HVAP, ROG => con_ROG, FV => con_FVirt
439
440      implicit none
441!
442!     include 'constant.h'
443!
444!
445!     Arguments
446!
447      integer IX, IM, KM, ntrac, KPBL(IM)
448!
449      real(kind=kind_phys) DELTIM
450      real(kind=kind_phys) DV(IM,KM),     DU(IM,KM),                    &
451     &                     TAU(IM,KM),    RTG(IM,KM,ntrac),             &
452     &                     U1(IX,KM),     V1(IX,KM),                    &
453     &                     T1(IX,KM),     Q1(IX,KM,ntrac),              &
454     &                     PSK(IM),       RBSOIL(IM),                   &
455!    &                     CD(IM),        CH(IM),                       &
456     &                     FM(IM),        FH(IM),                       &
457     &                     TSEA(IM),      QSS(IM),                      &
458     &                                    SPD1(IM),                     &
459!    &                     DPHI(IM),      SPD1(IM),                     &
460     &                     PRSI(IX,KM+1), DEL(IX,KM),                   &
461     &                     PRSL(IX,KM),   PRSLK(IX,KM),                 &
462     &                     PHII(IX,KM+1), PHIL(IX,KM),                  &
463     &                     RCL(IM),       DUSFC(IM),                    &
464     &                     dvsfc(IM),     dtsfc(IM),                    &
465     &                     DQSFC(IM),     HPBL(IM),                     &
466     &                     HGAMT(IM),     hgamq(IM)
467!
468!    Locals
469!
470      integer i,iprt,is,iun,k,kk,kmpbl,lond
471!     real(kind=kind_phys) betaq(IM), betat(IM),   betaw(IM),           &
472      real(kind=kind_phys) evap(IM),  heat(IM),    phih(IM),            &
473     &                     phim(IM),  rbdn(IM),    rbup(IM),            &
474     &                     the1(IM),  stress(im),  beta(im),            &
475     &                     the1v(IM), thekv(IM),   thermal(IM),         &
476     &                     thesv(IM), ustar(IM),   wscale(IM)           
477!    &                     thesv(IM), ustar(IM),   wscale(IM),  zl1(IM)
478!
479      real(kind=kind_phys) RDZT(IM,KM-1),                               &
480     &                     ZI(IM,KM+1),     ZL(IM,KM),                  &
481     &                     DKU(IM,KM-1),    DKT(IM,KM-1), DKO(IM,KM-1), &
482     &                     AL(IM,KM-1),     AD(IM,KM),                  &
483     &                     AU(IM,KM-1),     A1(IM,KM),                  &
484     &                     A2(IM,KM),       THETA(IM,KM),               &
485     &                     AT(IM,KM*(ntrac-1))
486      logical              pblflg(IM),   sfcflg(IM), stable(IM)
487!
488      real(kind=kind_phys) aphi16,  aphi5,  bet1,   bvf2,               &
489     &                     cfac,    conq,   cont,   conw,               &
490     &                     conwrc,  dk,     dkmax,  dkmin,              &
491     &                     dq1,     dsdz2,  dsdzq,  dsdzt,              &
492     &                     dsig,    dt,     dthe1,  dtodsd,             &
493     &                     dtodsu,  dw2,    dw2min, g,                  &
494     &                     gamcrq,  gamcrt, gocp,   gor, gravi,         &
495     &                     hol,     pfac,   prmax,  prmin, prinv,       &
496     &                     prnum,   qmin,   qtend,  rbcr,               &
497     &                     rbint,   rdt,    rdz,    rdzt1,              &
498     &                     ri,      rimin,  rl2,    rlam,               &
499     &                     rone,   rzero,  sfcfrac,                     &
500     &                     sflux,   shr2,   spdk2,  sri,                &
501     &                     tem,     ti,     ttend,  tvd,                &
502     &                     tvu,     utend,  vk,     vk2,                &
503     &                     vpert,   vtend,  xkzo,   zfac,               &
504     &                     zfmin,   zk,     tem1
505!
506      PARAMETER(g=grav)
507      PARAMETER(GOR=G/RD,GOCP=G/CP)
508      PARAMETER(CONT=1000.*CP/G,CONQ=1000.*HVAP/G,CONW=1000./G)
509      PARAMETER(RLAM=150.,VK=0.4,VK2=VK*VK,PRMIN=1.0,PRMAX=4.)
510      PARAMETER(DW2MIN=0.0001,DKMIN=1.0,DKMAX=1000.,RIMIN=-100.)
511      PARAMETER(RBCR=0.5,CFAC=7.8,PFAC=2.0,SFCFRAC=0.1)
512      PARAMETER(QMIN=1.E-8,XKZO=1.0,ZFMIN=1.E-8,APHI5=5.,APHI16=16.)
513!     PARAMETER(GAMCRT=3.,GAMCRQ=2.E-3)
514      PARAMETER(GAMCRT=3.,GAMCRQ=0.)
515      PARAMETER(RZERO=0.,RONE=1.)
516      PARAMETER(IUN=84)
517!
518!
519!-----------------------------------------------------------------------
520!
521 601  FORMAT(1X,' MONINP LAT LON STEP HOUR ',3I6,F6.1)
522 602      FORMAT(1X,'    K','        Z','        T','       TH',        &
523     &     '      TVH','        Q','        U','        V',             &
524     &     '       SP')
525 603      FORMAT(1X,I5,8F9.1)
526 604      FORMAT(1X,'  SFC',9X,F9.1,18X,F9.1)
527 605      FORMAT(1X,'    K      ZL    SPD2   THEKV   THE1V'             &
528     &         ,' THERMAL    RBUP')
529 606      FORMAT(1X,I5,6F8.2)
530 607      FORMAT(1X,' KPBL    HPBL      FM      FH   HGAMT',            &
531     &         '   HGAMQ      WS   USTAR      CD      CH')
532 608      FORMAT(1X,I5,9F8.2)
533 609      FORMAT(1X,' K PR DKT DKU ',I5,3F8.2)
534 610      FORMAT(1X,' K PR DKT DKU ',I5,3F8.2,' L2 RI T2',              &
535     &         ' SR2  ',2F8.2,2E10.2)
536! - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
537!     COMPUTE PRELIMINARY VARIABLES
538!
539
540      if (IX .lt. im) stop
541!
542      IPRT = 0
543      IF(IPRT.EQ.1) THEN
544!!!   LATD = 0
545      LOND = 0
546      ELSE
547!!!   LATD = 0
548      LOND = 0
549      ENDIF
550!
551      gravi = 1.0 / grav
552      DT    = 2. * DELTIM
553      RDT   = 1. / DT
554      KMPBL = KM / 2
555!
556      do k=1,km
557        do i=1,im
558          zi(i,k) = phii(i,k) * gravi
559          zl(i,k) = phil(i,k) * gravi
560        enddo
561      enddo
562!
563      do k=1,kmpbl
564        do i=1,im
565          theta(i,k) = t1(i,k) * psk(i) / prslk(i,k)
566        enddo
567      enddo
568!
569      DO K = 1,KM-1
570        DO I=1,IM
571          RDZT(I,K) = GOR * PRSI(I,K+1) / (PRSL(I,K) - PRSL(I,K+1))
572        ENDDO
573      ENDDO
574!
575      DO I = 1,IM
576         DUSFC(I) = 0.
577         DVSFC(I) = 0.
578         DTSFC(I) = 0.
579         DQSFC(I) = 0.
580         HGAMT(I) = 0.
581         HGAMQ(I) = 0.
582         WSCALE(I) = 0.
583         KPBL(I) = 1
584         HPBL(I) = ZI(I,2)
585         PBLFLG(I) = .TRUE.
586         SFCFLG(I) = .TRUE.
587         IF(RBSOIL(I).GT.0.0) SFCFLG(I) = .FALSE.
588      ENDDO
589!!
590      DO I=1,IM
591         RDZT1    = GOR * prSL(i,1) / DEL(i,1)
592!        BET1     = DT*RDZT1*SPD1(I)/T1(I,1)
593         BETA(I)  = DT*RDZT1/T1(I,1)
594!        BETAW(I) = BET1*CD(I)
595!        BETAT(I) = BET1*CH(I)
596!        BETAQ(I) = DPHI(I)*BETAT(I)
597      ENDDO
598!
599      DO I=1,IM
600!        ZL1(i) = 0.-(T1(I,1)+TSEA(I))/2.*LOG(PRSL(I,1)/PRSI(I,1))*ROG
601!        USTAR(I) = SQRT(CD(I)*SPD1(I)**2)
602         USTAR(I) = SQRT(STRESS(I))
603      ENDDO
604!
605      DO I=1,IM
606         THESV(I)   = TSEA(I)*(1.+FV*MAX(QSS(I),QMIN))
607         THE1(I)    = THETA(I,1)
608         THE1V(I)   = THE1(I)*(1.+FV*MAX(Q1(I,1,1),QMIN))
609         THERMAL(I) = THE1V(I)
610!        DTHE1      = (THE1(I)-TSEA(I))
611!        DQ1        = (MAX(Q1(I,1,1),QMIN) - MAX(QSS(I),QMIN))
612!        HEAT(I)    = -CH(I)*SPD1(I)*DTHE1
613!        EVAP(I)    = -CH(I)*SPD1(I)*DQ1
614      ENDDO
615!
616!
617!     COMPUTE THE FIRST GUESS OF PBL HEIGHT
618!
619      DO I=1,IM
620         STABLE(I) = .FALSE.
621!        ZL(i,1) = ZL1(i)
622         RBUP(I) = RBSOIL(I)
623      ENDDO
624      DO K = 2, KMPBL
625        DO I = 1, IM
626          IF(.NOT.STABLE(I)) THEN
627             RBDN(I)   = RBUP(I)
628!            ZL(I,k)   = ZL(I,K-1) - (T1(i,k)+T1(i,K-1))/2 *
629!    &                   LOG(PRSL(I,K)/PRSL(I,K-1)) * ROG
630             THEKV(I)  = THETA(i,k)*(1.+FV*MAX(Q1(i,k,1),QMIN))
631             SPDK2 = MAX(RCL(i)*(U1(i,k)*U1(i,k)+V1(i,k)*V1(i,k)),RONE)
632             RBUP(I)   = (THEKV(I)-THE1V(I))*(G*ZL(I,k)/THE1V(I))/SPDK2
633             KPBL(I)   = K
634             STABLE(I) = RBUP(I).GT.RBCR
635          ENDIF
636        ENDDO
637      ENDDO
638!
639      DO I = 1,IM
640         K = KPBL(I)
641         IF(RBDN(I).GE.RBCR) THEN
642            RBINT = 0.
643         ELSEIF(RBUP(I).LE.RBCR) THEN
644            RBINT = 1.
645         ELSE
646            RBINT = (RBCR-RBDN(I))/(RBUP(I)-RBDN(I))
647         ENDIF
648         HPBL(I) = ZL(I,K-1) + RBINT*(ZL(I,K)-ZL(I,K-1))
649         IF(HPBL(I).LT.ZI(I,KPBL(I))) KPBL(I) = KPBL(I) - 1
650      ENDDO
651!!
652      DO I=1,IM
653           HOL = MAX(RBSOIL(I)*FM(I)*FM(I)/FH(I),RIMIN)
654           IF(SFCFLG(I)) THEN
655              HOL = MIN(HOL,-ZFMIN)
656           ELSE
657              HOL = MAX(HOL,ZFMIN)
658           ENDIF
659!
660!          HOL = HOL*HPBL(I)/ZL1(I)*SFCFRAC
661           HOL = HOL*HPBL(I)/ZL(I,1)*SFCFRAC
662           IF(SFCFLG(I)) THEN
663!             PHIM = (1.-APHI16*HOL)**(-1./4.)
664!             PHIH = (1.-APHI16*HOL)**(-1./2.)
665              TEM  = 1.0 / (1. - APHI16*HOL)
666              PHIH(I) = SQRT(TEM)
667              PHIM(I) = SQRT(PHIH(I))
668           ELSE
669              PHIM(I) = (1.+APHI5*HOL)
670              PHIH(I) = PHIM(I)
671           ENDIF
672           WSCALE(I) = USTAR(I)/PHIM(I)
673           WSCALE(I) = MIN(WSCALE(I),USTAR(I)*APHI16)
674           WSCALE(I) = MAX(WSCALE(I),USTAR(I)/APHI5)
675      ENDDO
676!
677!     COMPUTE THE SURFACE VARIABLES FOR PBL HEIGHT ESTIMATION
678!     UNDER UNSTABLE CONDITIONS
679!
680      DO I = 1,IM
681         SFLUX  = HEAT(I) + EVAP(I)*FV*THE1(I)
682         IF(SFCFLG(I).AND.SFLUX.GT.0.0) THEN
683           HGAMT(I)   = MIN(CFAC*HEAT(I)/WSCALE(I),GAMCRT)
684           HGAMQ(I)   = MIN(CFAC*EVAP(I)/WSCALE(I),GAMCRQ)
685           VPERT      = HGAMT(I) + FV*THE1(I)*HGAMQ(I)
686           VPERT      = MIN(VPERT,GAMCRT)
687           THERMAL(I) = THERMAL(I) + MAX(VPERT,RZERO)
688           HGAMT(I)   = MAX(HGAMT(I),RZERO)
689           HGAMQ(I)   = MAX(HGAMQ(I),RZERO)
690         ELSE
691           PBLFLG(I) = .FALSE.
692         ENDIF
693      ENDDO
694!
695      DO I = 1,IM
696         IF(PBLFLG(I)) THEN
697            KPBL(I) = 1
698            HPBL(I) = ZI(I,2)
699         ENDIF
700      ENDDO
701!
702!     ENHANCE THE PBL HEIGHT BY CONSIDERING THE THERMAL
703!
704      DO I = 1, IM
705         IF(PBLFLG(I)) THEN
706            STABLE(I) = .FALSE.
707            RBUP(I) = RBSOIL(I)
708         ENDIF
709      ENDDO
710      DO K = 2, KMPBL
711        DO I = 1, IM
712          IF(.NOT.STABLE(I).AND.PBLFLG(I)) THEN
713            RBDN(I)   = RBUP(I)
714!           ZL(I,k)   = ZL(I,K-1) - (T1(i,k)+T1(i,K-1))/2 *
715!    &                  LOG(PRSL(I,K)/PRSL(I,K-1)) * ROG
716            THEKV(I)  = THETA(i,k)*(1.+FV*MAX(Q1(i,k,1),QMIN))
717            SPDK2   = MAX(RCL(i)*(U1(i,k)*U1(i,k)+V1(i,k)*V1(i,k)),RONE)
718            RBUP(I)   = (THEKV(I)-THERMAL(I))*(G*ZL(I,k)/THE1V(I))/SPDK2
719            KPBL(I)   = K
720            STABLE(I) = RBUP(I).GT.RBCR
721          ENDIF
722        ENDDO
723      ENDDO
724!
725      DO I = 1,IM
726         IF(PBLFLG(I)) THEN
727            K = KPBL(I)
728            IF(RBDN(I).GE.RBCR) THEN
729               RBINT = 0.
730            ELSEIF(RBUP(I).LE.RBCR) THEN
731               RBINT = 1.
732            ELSE
733               RBINT = (RBCR-RBDN(I))/(RBUP(I)-RBDN(I))
734            ENDIF
735            HPBL(I) = ZL(I,K-1) + RBINT*(ZL(I,k)-ZL(I,K-1))
736            IF(HPBL(I).LT.ZI(I,KPBL(I))) KPBL(I) = KPBL(I) - 1
737            IF(KPBL(I).LE.1) PBLFLG(I) = .FALSE.
738         ENDIF
739      ENDDO
740!!
741!
742!     COMPUTE DIFFUSION COEFFICIENTS BELOW PBL
743!
744      DO K = 1, KMPBL
745         DO I=1,IM
746            IF(KPBL(I).GT.K) THEN
747               PRINV = 1.0 / (PHIH(I)/PHIM(I)+CFAC*VK*.1)
748               PRINV = MIN(PRINV,PRMAX)
749               PRINV = MAX(PRINV,PRMIN)
750!              ZFAC = MAX((1.-(ZI(I,K+1)-ZL1(I))/                       &
751!    &                (HPBL(I)-ZL1(I))), ZFMIN)
752               ZFAC = MAX((1.-(ZI(I,K+1)-ZL(I,1))/                      &
753     &                (HPBL(I)-ZL(I,1))), ZFMIN)
754               DKU(i,k) = XKZO + WSCALE(I)*VK*ZI(I,K+1)                 &
755     &                         * ZFAC**PFAC
756               DKT(i,k) = DKU(i,k)*PRINV
757               DKO(i,k) = (DKU(i,k)-XKZO)*PRINV
758               DKU(i,k) = MIN(DKU(i,k),DKMAX)
759               DKU(i,k) = MAX(DKU(i,k),DKMIN)
760               DKT(i,k) = MIN(DKT(i,k),DKMAX)
761               DKT(i,k) = MAX(DKT(i,k),DKMIN)
762               DKO(i,k) = MAX(RZERO, MIN(DKMAX, DKO(i,k)))
763            ENDIF
764         ENDDO
765      ENDDO
766!
767!     COMPUTE DIFFUSION COEFFICIENTS OVER PBL (FREE ATMOSPHERE)
768!
769      DO K = 1, KM-1
770         DO I=1,IM
771            IF(K.GE.KPBL(I)) THEN
772!              TI   = 0.5*(T1(i,k)+T1(i,K+1))
773               TI   = 2.0 / (T1(i,k)+T1(i,K+1))
774!              RDZ  = RDZT(I,K)/TI
775               RDZ  = RDZT(I,K) * TI
776!              RDZ  = RDZT(I,K)
777               DW2  = RCL(i)*((U1(i,k)-U1(i,K+1))**2                    &
778     &                      + (V1(i,k)-V1(i,K+1))**2)
779               SHR2 = MAX(DW2,DW2MIN)*RDZ**2
780               TVD  = T1(i,k)*(1.+FV*MAX(Q1(i,k,1),QMIN))
781               TVU  = T1(i,K+1)*(1.+FV*MAX(Q1(i,K+1,1),QMIN))
782!              BVF2 = G*(GOCP+RDZ*(TVU-TVD))/TI
783               BVF2 = G*(GOCP+RDZ*(TVU-TVD)) * TI
784               RI   = MAX(BVF2/SHR2,RIMIN)
785               ZK   = VK*ZI(I,K+1)
786!              RL2  = (ZK*RLAM/(RLAM+ZK))**2
787!              DK   = RL2*SQRT(SHR2)
788               RL2  = ZK*RLAM/(RLAM+ZK)
789               DK   = RL2*RL2*SQRT(SHR2)
790               IF(RI.LT.0.) THEN ! UNSTABLE REGIME
791                  SRI = SQRT(-RI)
792                  DKU(i,k) = XKZO + DK*(1+8.*(-RI)/(1+1.746*SRI))
793!                 DKT(i,k) = XKZO + DK*(1+8.*(-RI)/(1+1.286*SRI))
794                  tem      =        DK*(1+8.*(-RI)/(1+1.286*SRI))
795                  DKT(i,k) = XKZO + tem
796                  DKO(i,k) =        tem
797               ELSE             ! STABLE REGIME
798!                 DKT(i,k)  = XKZO + DK/(1+5.*RI)**2
799                  tem       =        DK/(1+5.*RI)**2
800                  DKT(i,k)  = XKZO + tem
801                  DKO(i,k)  =        tem
802                  PRNUM     = 1.0 + 2.1*RI
803                  PRNUM     = MIN(PRNUM,PRMAX)
804                  DKU(i,k)  = (DKT(i,k)-XKZO)*PRNUM + XKZO
805               ENDIF
806!
807               DKU(i,k) = MIN(DKU(i,k),DKMAX)
808               DKU(i,k) = MAX(DKU(i,k),DKMIN)
809               DKT(i,k) = MIN(DKT(i,k),DKMAX)
810               DKT(i,k) = MAX(DKT(i,k),DKMIN)
811               DKO(i,k) = MAX(RZERO, MIN(DKMAX, DKO(i,k)))
812!
813!!!   IF(I.EQ.LOND.AND.LAT.EQ.LATD) THEN
814!!!   PRNUM = DKU(k)/DKT(k)
815!!!   WRITE(IUN,610) K,PRNUM,DKT(k),DKU(k),RL2,RI,
816!!!   1              BVF2,SHR2
817!!!   ENDIF
818!
819            ENDIF
820         ENDDO
821      ENDDO
822!
823!     COMPUTE TRIDIAGONAL MATRIX ELEMENTS FOR HEAT AND MOISTURE
824!
825      DO I=1,IM
826         AD(I,1) = 1.
827         A1(I,1) = T1(i,1)   + BETA(i) * HEAT(I)
828         A2(I,1) = Q1(i,1,1) + BETA(i) * EVAP(I)
829!        A1(I,1) = T1(i,1)-BETAT(I)*(THETA(i,1)-TSEA(I))
830!        A2(I,1) = Q1(i,1,1)-BETAQ(I)*
831!    &           (MAX(Q1(i,1,1),QMIN)-MAX(QSS(I),QMIN))
832      ENDDO
833!
834      DO K = 1,KM-1
835        DO I = 1,IM
836          DTODSD = DT/DEL(I,K)
837          DTODSU = DT/DEL(I,K+1)
838          DSIG   = PRSL(I,K)-PRSL(I,K+1)
839          RDZ    = RDZT(I,K)*2./(T1(i,k)+T1(i,K+1))
840!         RDZ    = RDZT(I,K)
841          tem1   = DSIG * DKT(i,k) * RDZ
842          IF(PBLFLG(I).AND.K.LT.KPBL(I)) THEN
843!            DSDZT = DSIG*DKT(i,k)*RDZ*(GOCP-HGAMT(I)/HPBL(I))
844!            DSDZQ = DSIG*DKT(i,k)*RDZ*(-HGAMQ(I)/HPBL(I))
845             tem   = 1.0 / HPBL(I)
846             DSDZT = tem1 * (GOCP-HGAMT(I)*tem)
847             DSDZQ = tem1 * (-HGAMQ(I)*tem)
848             A2(I,k)   = A2(I,k)+DTODSD*DSDZQ
849             A2(I,k+1) = Q1(i,k+1,1)-DTODSU*DSDZQ
850          ELSE
851!            DSDZT = DSIG*DKT(i,k)*RDZ*(GOCP)
852             DSDZT = tem1 * GOCP
853             A2(I,k+1) = Q1(i,k+1,1)
854          ENDIF
855!         DSDZ2 = DSIG*DKT(i,k)*RDZ*RDZ
856          DSDZ2     = tem1 * RDZ
857          AU(I,k)   = -DTODSD*DSDZ2
858          AL(I,k)   = -DTODSU*DSDZ2
859          AD(I,k)   = AD(I,k)-AU(I,k)
860          AD(I,k+1) = 1.-AL(I,k)
861          A1(I,k)   = A1(I,k)+DTODSD*DSDZT
862          A1(I,k+1) = T1(i,k+1)-DTODSU*DSDZT
863        ENDDO
864      ENDDO
865!
866!     SOLVE TRIDIAGONAL PROBLEM FOR HEAT AND MOISTURE
867!
868      CALL TRIDIN(IM,KM,1,AL,AD,AU,A1,A2,AU,A1,A2)
869!
870!     RECOVER TENDENCIES OF HEAT AND MOISTURE
871!
872      DO  K = 1,KM
873         DO I = 1,IM
874            TTEND      = (A1(I,k)-T1(i,k))*RDT
875            QTEND      = (A2(I,k)-Q1(i,k,1))*RDT
876            TAU(i,k)   = TAU(i,k)+TTEND
877            RTG(I,k,1) = RTG(i,k,1)+QTEND
878            DTSFC(I)   = DTSFC(I)+CONT*DEL(I,K)*TTEND
879            DQSFC(I)   = DQSFC(I)+CONQ*DEL(I,K)*QTEND
880         ENDDO
881      ENDDO
882!
883!     COMPUTE TRIDIAGONAL MATRIX ELEMENTS FOR MOMENTUM
884!
885      DO I=1,IM
886!        AD(I,1) = 1.+BETAW(I)
887         AD(I,1) = 1.0 + BETA(i) * STRESS(I) / SPD1(I)
888         A1(I,1) = U1(i,1)
889         A2(I,1) = V1(i,1)
890!        AD(I,1) = 1.0
891!        tem     = 1.0 + BETA(I) * STRESS(I) / SPD1(I)
892!        A1(I,1) = U1(i,1) * tem
893!        A2(I,1) = V1(i,1) * tem
894      ENDDO
895!
896      DO K = 1,KM-1
897        DO I=1,IM
898          DTODSD    = DT/DEL(I,K)
899          DTODSU    = DT/DEL(I,K+1)
900          DSIG      = PRSL(I,K)-PRSL(I,K+1)
901          RDZ       = RDZT(I,K)*2./(T1(i,k)+T1(i,k+1))
902!         RDZ       = RDZT(I,K)
903          DSDZ2     = DSIG*DKU(i,k)*RDZ*RDZ
904          AU(I,k)   = -DTODSD*DSDZ2
905          AL(I,k)   = -DTODSU*DSDZ2
906          AD(I,k)   = AD(I,k)-AU(I,k)
907          AD(I,k+1) = 1.-AL(I,k)
908          A1(I,k+1) = U1(i,k+1)
909          A2(I,k+1) = V1(i,k+1)
910        ENDDO
911      ENDDO
912!
913!     SOLVE TRIDIAGONAL PROBLEM FOR MOMENTUM
914!
915      CALL TRIDI2(IM,KM,AL,AD,AU,A1,A2,AU,A1,A2)
916!
917!     RECOVER TENDENCIES OF MOMENTUM
918!
919      DO K = 1,KM
920         DO I = 1,IM
921            CONWRC = CONW*SQRT(RCL(i))
922            UTEND = (A1(I,k)-U1(i,k))*RDT
923            VTEND = (A2(I,k)-V1(i,k))*RDT
924            DU(i,k)  = DU(i,k)+UTEND
925            DV(i,k)  = DV(i,k)+VTEND
926            DUSFC(I) = DUSFC(I)+CONWRC*DEL(I,K)*UTEND
927            DVSFC(I) = DVSFC(I)+CONWRC*DEL(I,K)*VTEND
928         ENDDO
929      ENDDO
930!!
931!
932!     COMPUTE TRIDIAGONAL MATRIX ELEMENTS FOR TRACERS
933!
934      if (ntrac .ge. 2) then
935        DO I=1,IM
936         AD(I,1) = 1.
937        ENDDO
938        do k = 2, ntrac
939          is = (k-2) * km
940          do i = 1, im
941            AT(I,1+is) = Q1(i,1,k)
942          enddo
943        enddo
944!
945        DO K = 1,KM-1
946          DO I = 1,IM
947            DTODSD = DT/DEL(I,K)
948            DTODSU = DT/DEL(I,K+1)
949            DSIG   = PRSL(I,K)-PRSL(I,K+1)
950            RDZ    = RDZT(I,K)*2./(T1(i,k)+T1(i,K+1))
951            tem1   = DSIG * DKT(i,k) * RDZ
952            DSDZ2     = tem1 * RDZ
953            AU(I,k)   = -DTODSD*DSDZ2
954            AL(I,k)   = -DTODSU*DSDZ2
955            AD(I,k)   = AD(I,k)-AU(I,k)
956            AD(I,k+1) = 1.-AL(I,k)
957          ENDDO
958        ENDDO
959        do kk = 2, ntrac
960          is = (kk-2) * km
961          do k = 1, km - 1
962            do i = 1, im
963              AT(I,k+1+is) = Q1(i,k+1,kk)
964            enddo
965          enddo
966        enddo
967!
968!     SOLVE TRIDIAGONAL PROBLEM FOR TRACERS
969!
970        CALL TRIDIT(IM,KM,ntrac-1,AL,AD,AU,AT,AU,AT)
971!
972!     RECOVER TENDENCIES OF TRACERS
973!
974        do kk = 2, ntrac
975          is = (kk-2) * km
976          do k = 1, km
977            do i = 1, im
978              QTEND = (AT(I,K+is)-Q1(i,K,kk))*RDT
979              RTG(i,K,kk) = RTG(i,K,kk) + QTEND
980            enddo
981          enddo
982        enddo
983      endif
984!!
985      RETURN
986      END SUBROUTINE MONINP
987!FPP$ NOCONCUR R
988!-----------------------------------------------------------------------
989      SUBROUTINE TRIDI2(L,N,CL,CM,CU,R1,R2,AU,A1,A2)
990!sela %INCLUDE DBTRIDI2;
991!
992      USE MODULE_GFS_MACHINE, ONLY : kind_phys
993      implicit none
994      integer             k,n,l,i
995      real(kind=kind_phys) fk
996!
997      real(kind=kind_phys) CL(L,2:N),CM(L,N),CU(L,N-1),R1(L,N),R2(L,N), &
998     &          AU(L,N-1),A1(L,N),A2(L,N)
999!-----------------------------------------------------------------------
1000      DO I=1,L
1001        FK      = 1./CM(I,1)
1002        AU(I,1) = FK*CU(I,1)
1003        A1(I,1) = FK*R1(I,1)
1004        A2(I,1) = FK*R2(I,1)
1005      ENDDO
1006      DO K=2,N-1
1007        DO I=1,L
1008          FK      = 1./(CM(I,K)-CL(I,K)*AU(I,K-1))
1009          AU(I,K) = FK*CU(I,K)
1010          A1(I,K) = FK*(R1(I,K)-CL(I,K)*A1(I,K-1))
1011          A2(I,K) = FK*(R2(I,K)-CL(I,K)*A2(I,K-1))
1012        ENDDO
1013      ENDDO
1014      DO I=1,L
1015        FK      = 1./(CM(I,N)-CL(I,N)*AU(I,N-1))
1016        A1(I,N) = FK*(R1(I,N)-CL(I,N)*A1(I,N-1))
1017        A2(I,N) = FK*(R2(I,N)-CL(I,N)*A2(I,N-1))
1018      ENDDO
1019      DO K=N-1,1,-1
1020        DO I=1,L
1021          A1(I,K) = A1(I,K)-AU(I,K)*A1(I,K+1)
1022          A2(I,K) = A2(I,K)-AU(I,K)*A2(I,K+1)
1023        ENDDO
1024      ENDDO
1025!-----------------------------------------------------------------------
1026      RETURN
1027      END SUBROUTINE TRIDI2
1028!FPP$ NOCONCUR R
1029!-----------------------------------------------------------------------
1030      SUBROUTINE TRIDIN(L,N,nt,CL,CM,CU,R1,R2,AU,A1,A2)
1031!sela %INCLUDE DBTRIDI2;
1032!
1033      USE MODULE_GFS_MACHINE, ONLY : kind_phys
1034      implicit none
1035      integer             is,k,kk,n,nt,l,i
1036      real(kind=kind_phys) fk(L)
1037!
1038      real(kind=kind_phys) CL(L,2:N), CM(L,N), CU(L,N-1),               &
1039     &                     R1(L,N),   R2(L,N*nt),                       &
1040     &                     AU(L,N-1), A1(L,N), A2(L,N*nt),              &
1041     &                     FKK(L,2:N-1)
1042!-----------------------------------------------------------------------
1043      DO I=1,L
1044        FK(I)   = 1./CM(I,1)
1045        AU(I,1) = FK(I)*CU(I,1)
1046        A1(I,1) = FK(I)*R1(I,1)
1047      ENDDO
1048      do k = 1, nt
1049        is = (k-1) * n
1050        do i = 1, l
1051          a2(i,1+is) = fk(I) * r2(i,1+is)
1052        enddo
1053      enddo
1054      DO K=2,N-1
1055        DO I=1,L
1056          FKK(I,K) = 1./(CM(I,K)-CL(I,K)*AU(I,K-1))
1057          AU(I,K)  = FKK(I,K)*CU(I,K)
1058          A1(I,K)  = FKK(I,K)*(R1(I,K)-CL(I,K)*A1(I,K-1))
1059        ENDDO
1060      ENDDO
1061      do kk = 1, nt
1062        is = (kk-1) * n
1063        DO K=2,N-1
1064          DO I=1,L
1065            A2(I,K+is) = FKK(I,K)*(R2(I,K+is)-CL(I,K)*A2(I,K+is-1))
1066          ENDDO
1067        ENDDO
1068      ENDDO
1069      DO I=1,L
1070        FK(I)   = 1./(CM(I,N)-CL(I,N)*AU(I,N-1))
1071        A1(I,N) = FK(I)*(R1(I,N)-CL(I,N)*A1(I,N-1))
1072      ENDDO
1073      do k = 1, nt
1074        is = (k-1) * n
1075        do i = 1, l
1076          A2(I,N+is) = FK(I)*(R2(I,N+is)-CL(I,N)*A2(I,N+is-1))
1077        enddo
1078      enddo
1079      DO K=N-1,1,-1
1080        DO I=1,L
1081          A1(I,K) = A1(I,K) - AU(I,K)*A1(I,K+1)
1082        ENDDO
1083      ENDDO
1084      do kk = 1, nt
1085        is = (kk-1) * n
1086        DO K=n-1,1,-1
1087          DO I=1,L
1088            A2(I,K+is) = A2(I,K+is) - AU(I,K)*A2(I,K+is+1)
1089          ENDDO
1090        ENDDO
1091      ENDDO
1092!-----------------------------------------------------------------------
1093      RETURN
1094      END SUBROUTINE TRIDIN
1095      SUBROUTINE TRIDIT(L,N,nt,CL,CM,CU,RT,AU,AT)
1096!sela %INCLUDE DBTRIDI2;
1097!
1098      USE MODULE_GFS_MACHINE, ONLY : kind_phys
1099      implicit none
1100      integer             is,k,kk,n,nt,l,i
1101      real(kind=kind_phys) fk(L)
1102!
1103      real(kind=kind_phys) CL(L,2:N), CM(L,N), CU(L,N-1),               &
1104     &                     RT(L,N*nt),                                  &
1105     &                     AU(L,N-1), AT(L,N*nt),                       &
1106     &                     FKK(L,2:N-1)                 
1107!-----------------------------------------------------------------------
1108      DO I=1,L
1109        FK(I)   = 1./CM(I,1)
1110        AU(I,1) = FK(I)*CU(I,1)
1111      ENDDO
1112      do k = 1, nt
1113        is = (k-1) * n
1114        do i = 1, l
1115          at(i,1+is) = fk(I) * rt(i,1+is)
1116        enddo
1117      enddo
1118      DO K=2,N-1
1119        DO I=1,L
1120          FKK(I,K) = 1./(CM(I,K)-CL(I,K)*AU(I,K-1))
1121          AU(I,K)  = FKK(I,K)*CU(I,K)
1122        ENDDO
1123      ENDDO
1124      do kk = 1, nt
1125        is = (kk-1) * n
1126        DO K=2,N-1
1127          DO I=1,L
1128            AT(I,K+is) = FKK(I,K)*(RT(I,K+is)-CL(I,K)*AT(I,K+is-1))
1129          ENDDO
1130        ENDDO
1131      ENDDO
1132      DO I=1,L
1133        FK(I)   = 1./(CM(I,N)-CL(I,N)*AU(I,N-1))
1134      ENDDO
1135      do k = 1, nt
1136        is = (k-1) * n
1137        do i = 1, l
1138          AT(I,N+is) = FK(I)*(RT(I,N+is)-CL(I,N)*AT(I,N+is-1))
1139        enddo
1140      enddo
1141      do kk = 1, nt
1142        is = (kk-1) * n
1143        DO K=n-1,1,-1
1144          DO I=1,L
1145            AT(I,K+is) = AT(I,K+is) - AU(I,K)*AT(I,K+is+1)
1146          ENDDO
1147        ENDDO
1148      ENDDO
1149!-----------------------------------------------------------------------
1150      RETURN
1151      END SUBROUTINE TRIDIT
1152                                                                                 
1153!-----------------------------------------------------------------------
1154
1155      END MODULE module_bl_gfs
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.