source: lmdz_wrf/trunk/WRFV3/phys/module_cu_bmj.F @ 14

Last change on this file since 14 was 1, checked in by lfita, 10 years ago
  • -- --- Opening of the WRF+LMDZ coupling repository --- -- -

WRF: version v3.3
LMDZ: version v1818

More details in:

File size: 67.4 KB
Line 
1!-----------------------------------------------------------------------
2!
3!WRF:MODEL_LAYER:PHYSICS
4!
5!-----------------------------------------------------------------------
6!
7      MODULE MODULE_CU_BMJ
8!
9!-----------------------------------------------------------------------
10      USE MODULE_MODEL_CONSTANTS
11!-----------------------------------------------------------------------
12!
13      REAL,PARAMETER ::                                                 &
14     &                  DSPC=-3000.                                     &
15     &                 ,DTTOP=0.,EFIFC=5.0,EFIMN=0.20,EFMNT=0.70        &
16     &                 ,ELIWV=2.683E6,ENPLO=20000.,ENPUP=15000.         &
17     &                 ,EPSDN=1.05,EPSDT=0.                             &
18     &                 ,EPSNTP=.0001,EPSNTT=.0001,EPSPR=1.E-7           &
19     &                 ,EPSUP=1.00                                      &
20     &                 ,FR=1.00,FSL=0.85,FSS=0.85                       &
21     &                 ,FUP=0.                                          &
22     &                 ,PBM=13000.,PFRZ=15000.,PNO=1000.                &
23     &                 ,PONE=2500.,PQM=20000.                           &
24     &                 ,PSH=20000.,PSHU=45000.                          &
25     &                 ,RENDP=1./(ENPLO-ENPUP)                          &
26     &                 ,RHLSC=0.00,RHHSC=1.10                           &
27     &                 ,ROW=1.E3                                        &
28     &                 ,STABDF=0.90,STABDS=0.90                         &
29     &                 ,STABS=1.0,STRESH=1.10                           &
30     &                 ,DTSHAL=-1.0,TREL=2400.
31!
32      REAL,PARAMETER :: DTtrigr=-0.0                                    &
33                       ,DTPtrigr=DTtrigr*PONE      !<-- Average parcel virtual temperature deficit over depth PONE.
34                                                   !<-- NOTE: CAPEtrigr is scaled by the cloud base temperature (see below)
35!
36      REAL,PARAMETER :: DSPBFL=-3875.*FR                                &
37     &                 ,DSP0FL=-5875.*FR                                &
38     &                 ,DSPTFL=-1875.*FR                                &
39     &                 ,DSPBFS=-3875.                                   &
40     &                 ,DSP0FS=-5875.                                   &
41     &                 ,DSPTFS=-1875.
42!
43      REAL,PARAMETER :: PL=2500.,PLQ=70000.,PH=105000.                  &
44     &                 ,THL=210.,THH=365.,THHQ=325.
45!
46      INTEGER,PARAMETER :: ITB=76,JTB=134,ITBQ=152,JTBQ=440
47!
48      INTEGER,PARAMETER :: ITREFI_MAX=3
49!
50!***  ARRAYS FOR LOOKUP TABLES
51!
52      REAL,DIMENSION(ITB),PRIVATE,SAVE :: STHE,THE0
53      REAL,DIMENSION(JTB),PRIVATE,SAVE :: QS0,SQS
54      REAL,DIMENSION(ITBQ),PRIVATE,SAVE :: STHEQ,THE0Q
55      REAL,DIMENSION(ITB,JTB),PRIVATE,SAVE :: PTBL
56      REAL,DIMENSION(JTB,ITB),PRIVATE,SAVE :: TTBL
57      REAL,DIMENSION(JTBQ,ITBQ),PRIVATE,SAVE :: TTBLQ
58
59!***  SHARE COPIES FOR MODULE_BL_MYJPBL
60!
61      REAL,DIMENSION(JTB) :: QS0_EXP,SQS_EXP
62      REAL,DIMENSION(ITB,JTB) :: PTBL_EXP
63!
64      REAL,PARAMETER :: RDP=(ITB-1.)/(PH-PL),RDPQ=(ITBQ-1.)/(PH-PLQ)  &
65     &                 ,RDQ=ITB-1,RDTH=(JTB-1.)/(THH-THL)             &
66     &                 ,RDTHE=JTB-1.,RDTHEQ=JTBQ-1.                   &
67     &                 ,RSFCP=1./101300.
68!
69      REAL,PARAMETER :: AVGEFI=(EFIMN+1.)*0.5
70!
71!-----------------------------------------------------------------------
72!
73CONTAINS
74!
75!-----------------------------------------------------------------------
76      SUBROUTINE BMJDRV(                                                &
77     &                  IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                         &
78     &                 ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                         &
79     &                 ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE                         &
80     &                 ,DT,ITIMESTEP,STEPCU                             &
81     &                 ,CUDT, CURR_SECS, ADAPT_STEP_FLAG                &
82     &                 ,RAINCV,PRATEC,CUTOP,CUBOT,KPBL                  &
83     &                 ,TH,T,QV                                         &
84     &                 ,PINT,PMID,PI,RHO,DZ8W                           &
85     &                 ,CP,R,ELWV,ELIV,G,TFRZ,D608                      &
86     &                 ,CLDEFI,LOWLYR,XLAND,CU_ACT_FLAG                 &
87                      ! optional
88     &                 ,RTHCUTEN, RQVCUTEN                              &
89     &                                                                  )
90!-----------------------------------------------------------------------
91      IMPLICIT NONE
92!-----------------------------------------------------------------------
93      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
94     &                     ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
95     &                     ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
96!
97      INTEGER,INTENT(IN) :: ITIMESTEP,STEPCU
98!
99      INTEGER,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: KPBL,LOWLYR
100!
101      REAL,INTENT(IN) :: CP,DT,ELIV,ELWV,G,R,TFRZ,D608
102!
103      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: XLAND
104!
105      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: DZ8W        &
106     &                                                     ,PI,PINT     &
107     &                                                     ,PMID,QV     &
108     &                                                     ,RHO,T,TH
109!
110      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME)                           &
111     &    ,OPTIONAL                                                     &
112     &    ,INTENT(INOUT) ::                        RQVCUTEN,RTHCUTEN
113!
114      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(INOUT) :: CLDEFI,RAINCV,   &
115           PRATEC
116!
117      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(OUT) :: CUBOT,CUTOP
118!
119      LOGICAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(INOUT) :: CU_ACT_FLAG
120
121! Adaptive time-step variables
122      REAL,  INTENT(IN   ) :: CUDT
123      REAL,  INTENT(IN   ) :: CURR_SECS
124      LOGICAL,INTENT(IN   ) :: ADAPT_STEP_FLAG
125!
126!-----------------------------------------------------------------------
127!***
128!***  LOCAL VARIABLES
129!***
130!-----------------------------------------------------------------------
131      INTEGER :: LBOT,LPBL,LTOP
132!
133      REAL :: DTCNVC,LANDMASK,PCPCOL,PSFC,PTOP
134!
135      REAL,DIMENSION(KTS:KTE) :: DPCOL,DQDT,DTDT,PCOL,QCOL,TCOL
136!
137      INTEGER :: I,J,K,KFLIP,LMH
138
139      LOGICAL :: run_param
140!     
141!***  Begin debugging convection
142      REAL :: DELQ,DELT,PLYR
143      INTEGER :: IMD,JMD
144      LOGICAL :: PRINT_DIAG
145!***  End debugging convection
146!
147!-----------------------------------------------------------------------
148!***********************************************************************
149!-----------------------------------------------------------------------
150!
151!***  PREPARE TO CALL BMJ CONVECTION SCHEME
152!
153!-----------------------------------------------------------------------
154!
155!***  CHECK TO SEE IF THIS IS A CONVECTION TIMESTEP
156!                                                                       
157      if (adapt_step_flag) then
158         if ( (ITIMESTEP .eq. 0) .or. (cudt .eq. 0) .or. &
159         ( CURR_SECS + dt >= ( int( CURR_SECS / ( cudt * 60 ) ) + 1 ) * cudt * 60 ) ) then
160         run_param = .TRUE.
161      else
162         run_param = .FALSE.
163      endif
164     
165      else
166         if (MOD(ITIMESTEP,STEPCU) .EQ. 0 .or. ITIMESTEP .eq. 0) then
167            run_param = .TRUE.
168         else
169            run_param = .FALSE.
170         endif
171      endif
172     
173!-----------------------------------------------------------------------
174!                                                                     
175!***  COMPUTE CONVECTION EVERY STEPCU*DT/60.0 MINUTES
176!                                                                     
177!***  Begin debugging convection
178      IMD=(IMS+IME)/2
179      JMD=(JMS+JME)/2
180      PRINT_DIAG=.FALSE.
181!***  End debugging convection
182
183      IF(run_param)THEN
184!
185        DO J=JTS,JTE
186        DO I=ITS,ITE
187          CU_ACT_FLAG(I,J)=.TRUE.
188        ENDDO
189        ENDDO
190
191!
192        DTCNVC=DT*STEPCU
193!
194        DO J=JTS,JTE 
195        DO I=ITS,ITE
196!
197          DO K=KTS,KTE
198            DQDT(K)=0.
199            DTDT(K)=0.
200          ENDDO
201!
202          RAINCV(I,J)=0.
203          PRATEC(I,J)=0.
204          PCPCOL=0.
205          PSFC=PINT(I,LOWLYR(I,J),J)
206          PTOP=PINT(I,KTE+1,J)      ! KTE+1=KME
207!
208!***  CONVERT TO BMJ LAND MASK (1.0 FOR SEA; 0.0 FOR LAND)
209!
210          LANDMASK=XLAND(I,J)-1.
211!
212!***  FILL 1-D VERTICAL ARRAYS
213!***  AND FLIP DIRECTION SINCE BMJ SCHEME
214!***  COUNTS DOWNWARD FROM THE DOMAIN'S TOP
215!
216          DO K=KTS,KTE
217            KFLIP=KTE+1-K
218!
219!***  CONVERT FROM MIXING RATIO TO SPECIFIC HUMIDITY
220!
221            QCOL(K)=MAX(EPSQ,QV(I,KFLIP,J)/(1.+QV(I,KFLIP,J)))
222            TCOL(K)=T(I,KFLIP,J)
223            PCOL(K)=PMID(I,KFLIP,J)
224!           DPCOL(K)=PINT(I,KFLIP,J)-PINT(I,KFLIP+1,J)
225            DPCOL(K)=RHO(I,KFLIP,J)*G*DZ8W(I,KFLIP,J)
226          ENDDO
227!
228!***  LOWEST LAYER ABOVE GROUND MUST ALSO BE FLIPPED
229!
230          LMH=KTE+1-LOWLYR(I,J)
231          LPBL=KTE+1-KPBL(I,J)
232!-----------------------------------------------------------------------
233!***
234!***  CALL CONVECTION
235!***
236!-----------------------------------------------------------------------
237!***  Begin debugging convection
238!         PRINT_DIAG=.FALSE.
239!         IF(I==IMD.AND.J==JMD)PRINT_DIAG=.TRUE.
240!***  End debugging convection
241!-----------------------------------------------------------------------
242          CALL BMJ(ITIMESTEP,I,J,DTCNVC,LMH,LANDMASK,CLDEFI(I,J)        &
243     &            ,DPCOL,PCOL,QCOL,TCOL,PSFC,PTOP                       &
244     &            ,DQDT,DTDT,PCPCOL,LBOT,LTOP,LPBL                      &
245     &            ,CP,R,ELWV,ELIV,G,TFRZ,D608                           &   
246     &            ,PRINT_DIAG                                           &   
247     &            ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                              &     
248     &            ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                              &
249     &            ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
250!-----------------------------------------------------------------------
251!
252!***  COMPUTE HEATING AND MOISTENING TENDENCIES
253!
254          IF ( PRESENT( RTHCUTEN ) .AND. PRESENT( RQVCUTEN )) THEN
255            DO K=KTS,KTE
256              KFLIP=KTE+1-K
257              RTHCUTEN(I,K,J)=DTDT(KFLIP)/PI(I,K,J)
258!
259!***  CONVERT FROM SPECIFIC HUMIDTY BACK TO MIXING RATIO
260!
261              RQVCUTEN(I,K,J)=DQDT(KFLIP)/(1.-QCOL(KFLIP))**2
262            ENDDO
263          ENDIF
264!
265!***  ALL UNITS IN BMJ SCHEME ARE MKS, THUS CONVERT PRECIP FROM METERS
266!***  TO MILLIMETERS PER STEP FOR OUTPUT.
267!
268          RAINCV(I,J)=PCPCOL*1.E3/STEPCU
269          PRATEC(I,J)=PCPCOL*1.E3/(STEPCU * DT)
270!
271!***  CONVECTIVE CLOUD TOP AND BOTTOM FROM THIS CALL
272!
273          CUTOP(I,J)=REAL(KTE+1-LTOP)
274          CUBOT(I,J)=REAL(KTE+1-LBOT)
275!
276!-----------------------------------------------------------------------
277!***  Begin debugging convection
278          IF(PRINT_DIAG)THEN
279            DELT=0.
280            DELQ=0.
281            PLYR=0.
282            IF(LBOT>0.AND.LTOP<LBOT)THEN
283              DO K=LTOP,LBOT
284                PLYR=PLYR+DPCOL(K)
285                DELQ=DELQ+DPCOL(K)*DTCNVC*ABS(DQDT(K))
286                DELT=DELT+DPCOL(K)*DTCNVC*ABS(DTDT(K))
287              ENDDO
288              DELQ=DELQ/PLYR
289              DELT=DELT/PLYR
290            ENDIF
291!
292            WRITE(6,"(2a,2i4,3e12.4,f7.2,4i3)") &
293                 '{cu3 i,j,PCPCOL,DTavg,DQavg,PLYR,'  &
294                 ,'LBOT,LTOP,CUBOT,CUTOP = '  &
295                 ,i,j, PCPCOL,DELT,1000.*DELQ,.01*PLYR  &
296                 ,LBOT,LTOP,NINT(CUBOT(I,J)),NINT(CUTOP(I,J))
297!
298            IF(PLYR> 0.)THEN
299              DO K=LBOT,LTOP,-1
300                KFLIP=KTE+1-K
301                WRITE(6,"(a,i3,2e12.4,f7.2)") '{cu3a KFLIP,DT,DQ,DP = ' &
302                     ,KFLIP,DTCNVC*DTDT(K),1000.*DTCNVC*DQDT(K),.01*DPCOL(K)
303              ENDDO
304            ENDIF
305          ENDIF
306!***  End debugging convection
307!-----------------------------------------------------------------------
308!
309        ENDDO
310        ENDDO
311!
312      ENDIF
313!
314      END SUBROUTINE BMJDRV
315!-----------------------------------------------------------------------
316!XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
317!-----------------------------------------------------------------------
318                          SUBROUTINE BMJ                                &
319!-----------------------------------------------------------------------
320     & (ITIMESTEP,I,J,DTCNVC,LMH,SM,CLDEFI                              &
321     & ,DPRS,PRSMID,Q,T,PSFC,PT                                         &
322     & ,DQDT,DTDT,PCPCOL,LBOT,LTOP,LPBL                                 &
323     & ,CP,R,ELWV,ELIV,G,TFRZ,D608                                      &
324     & ,PRINT_DIAG                                                      &   
325     & ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                                         &
326     & ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                                         &
327     & ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
328!-----------------------------------------------------------------------
329      IMPLICIT NONE
330!-----------------------------------------------------------------------
331      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
332                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
333                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE                     &
334                           ,I,J,ITIMESTEP
335!
336      INTEGER,INTENT(IN) :: LMH,LPBL
337!
338      INTEGER,INTENT(OUT) :: LBOT,LTOP
339!
340      REAL,INTENT(IN) :: CP,D608,DTCNVC,ELIV,ELWV,G,PSFC,PT,R,SM,TFRZ
341!
342      REAL,DIMENSION(KTS:KTE),INTENT(IN) :: DPRS,PRSMID,Q,T
343!
344      REAL,INTENT(INOUT) :: CLDEFI,PCPCOL
345!
346      REAL,DIMENSION(KTS:KTE),INTENT(INOUT) :: DQDT,DTDT
347!
348!-----------------------------------------------------------------------
349!***  DEFINE LOCAL VARIABLES
350!-----------------------------------------------------------------------
351!                                                           
352      REAL,DIMENSION(KTS:KTE) :: APEK,APESK,EL,FPK                      &
353                                ,PK,PSK,QK,QREFK,QSATK                  &
354                                ,THERK,THEVRF,THSK                      &
355                                ,THVMOD,THVREF,TK,TREFK
356      REAL,DIMENSION(KTS:KTE) :: APE,DIFQ,DIFT,THEE,THES,TREF
357!
358      REAL,DIMENSION(KTS:KTE) :: CPE,CPEcnv,DTV,DTVcnv,THEScnv    !<-- CPE for shallow convection buoyancy check (24 Aug 2006)
359!
360      LOGICAL :: DEEP,SHALLOW
361!
362!***  Begin debugging convection
363      LOGICAL :: PRINT_DIAG
364!***  End debugging convection
365!
366!-----------------------------------------------------------------------
367!***
368!***  LOCAL SCALARS
369!***
370!-----------------------------------------------------------------------
371      REAL :: APEKL,APEKXX,APEKXY,APES,APESTS                           &
372     &            ,AVRGT,AVRGTL,BQ,BQK,BQS00K,BQS10K                    &
373     &            ,CAPA,CUP,DEN,DENTPY,DEPMIN,DEPTH                     &
374     &            ,DEPWL,DHDT,DIFQL,DIFTL,DP,DPKL,DPLO,DPMIX,DPOT       &
375     &            ,DPUP,DQREF,DRHDP,DRHEAT,DSP                          &
376     &            ,DSP0,DSP0K,DSPB,DSPBK,DSPT,DSPTK                     &
377     &            ,DSQ,DST,DSTQ,DTHEM,DTDP,EFI                          &
378     &            ,FEFI,FFUP,FPRS,FPTK,HCORR                            &
379     &            ,OTSUM,P,P00K,P01K,P10K,P11K                          &
380     &            ,PART1,PART2,PART3,PBOT,PBOTFC,PBTK                   &
381     &            ,PK0,PKB,PKL,PKT,PKXXXX,PKXXXY                        &
382     &            ,PLMH,PELEVFC,PBTmx,plo,POTSUM,PP1,PPK,PRECK          &
383     &            ,PRESK,PSP,PSUM,PTHRS,PTOP,PTPK,PUP                   &
384     &            ,QBT,QKL,QNEW,QOTSUM,QQ1,QQK,QRFKL                    &
385     &            ,QRFTP,QSP,QSUM,QUP,RDP0T                             &
386     &            ,RDPSUM,RDTCNVC,RHH,RHL,RHMAX,ROTSUM,RTBAR,RHAVG      &
387     &            ,SM1,SMIX,SQ,SQK,SQS00K,SQS10K,STABDL,SUMDE,SUMDP     &
388     &            ,SUMDT,TAUK,TAUKSC,TCORR,THBT,THERKX,THERKY           &
389     &            ,THESP,THSKL,THTPK,THVMKL,TKL,TNEW                    &
390     &            ,TQ,TQK,TREFKX,TRFKL,trmlo,trmup,TSKL,tsp,TTH         &
391     &            ,TTHK,TUP                                             &
392     &            ,CAPEcnv,PSPcnv,THBTcnv,CAPEtrigr,CAPE                &
393     &            ,TLEV2,QSAT1,QSAT2,RHSHmax
394!
395      INTEGER :: IQ,IQTB,IT,ITER,ITREFI,ITTB,ITTBK,KB,KNUMH,KNUML       &
396     &          ,L,L0,L0M1,LB,LBM1,LCOR,LPT1                            &
397     &          ,LQM,LSHU,LTP1,LTP2,LTSH, LBOTcnv,LTOPcnv,LMID
398!-----------------------------------------------------------------------
399!
400      REAL,PARAMETER :: DSPBSL=DSPBFL*FSL,DSP0SL=DSP0FL*FSL             &
401     &                 ,DSPTSL=DSPTFL*FSL                               &
402     &                 ,DSPBSS=DSPBFS*FSS,DSP0SS=DSP0FS*FSS             &
403     &                 ,DSPTSS=DSPTFS*FSS
404!
405      REAL,PARAMETER :: ELEVFC=0.6,STEFI=1.
406!
407      REAL,PARAMETER :: SLOPBL=(DSPBFL-DSPBSL)/(1.-EFIMN)               &
408     &                 ,SLOP0L=(DSP0FL-DSP0SL)/(1.-EFIMN)               &
409     &                 ,SLOPTL=(DSPTFL-DSPTSL)/(1.-EFIMN)               &
410     &                 ,SLOPBS=(DSPBFS-DSPBSS)/(1.-EFIMN)               &
411     &                 ,SLOP0S=(DSP0FS-DSP0SS)/(1.-EFIMN)               &
412     &                 ,SLOPTS=(DSPTFS-DSPTSS)/(1.-EFIMN)               &
413     &                 ,SLOPST=(STABDF-STABDS)/(1.-EFIMN)               &
414     &                 ,SLOPE=(1.-EFMNT)/(1.-EFIMN)
415!
416      REAL :: A23M4L,CPRLG,ELOCP,RCP,QWAT
417!-----------------------------------------------------------------------
418!***********************************************************************
419!-----------------------------------------------------------------------
420      CAPA=R/CP
421      CPRLG=CP/(ROW*G*ELWV)
422      ELOCP=ELIWV/CP
423      RCP=1./CP
424      A23M4L=A2*(A3-A4)*ELWV
425      RDTCNVC=1./DTCNVC
426      DEPMIN=PSH*PSFC*RSFCP
427!
428      DEEP=.FALSE.
429      SHALLOW=.FALSE.
430!
431      DSP0=0.
432      DSPB=0.
433      DSPT=0.
434!-----------------------------------------------------------------------
435      TAUK=DTCNVC/TREL
436      TAUKSC=DTCNVC/(1.0*TREL)
437!-----------------------------------------------------------------------
438!-----------------------------PREPARATIONS------------------------------
439!-----------------------------------------------------------------------
440      LBOT=LMH
441      PCPCOL=0.
442      TREF(KTS)=T(KTS)
443!
444      DO L=KTS,LMH
445        APESTS=PRSMID(L)
446        APE(L)=(1.E5/APESTS)**CAPA
447        CPEcnv(L)=0.
448        DTVcnv(L)=0.
449        THEScnv(L)=0.
450      ENDDO
451!
452!-----------------------------------------------------------------------
453!----------------SEARCH FOR MAXIMUM BUOYANCY LEVEL----------------------
454!-----------------------------------------------------------------------
455!
456      PLMH=PRSMID(LMH)
457      PELEVFC=PLMH*ELEVFC
458      PBTmx=PRSMID(LMH)-PONE
459      CAPEcnv=0.
460      PSPcnv=0.
461      THBTcnv=0.
462      LBOTcnv=LBOT
463      LTOPcnv=LBOT
464!
465!-----------------------------------------------------------------------
466!----------------TRIAL MAXIMUM BUOYANCY LEVEL VARIABLES-----------------
467!-----------------------------------------------------------------------
468!
469      max_buoy_loop: DO KB=LMH,1,-1
470!
471!-----------------------------------------------------------------------
472!
473        PKL=PRSMID(KB)
474!       IF (PKL<PELEVFC .OR. T(KB)<=TFRZ) EXIT
475        IF (PKL<PELEVFC) EXIT
476        LBOT=LMH
477        LTOP=LMH
478!
479!-----------------------------------------------------------------------
480!***  SEARCH OVER A SCALED DEPTH IN FINDING THE PARCEL
481!***  WITH THE MAX THETA-E
482!-----------------------------------------------------------------------
483!
484        QBT=Q(KB)
485        THBT=T(KB)*APE(KB)
486        TTH=(THBT-THL)*RDTH
487        QQ1=TTH-AINT(TTH)
488        ITTB=INT(TTH)+1
489!----------------KEEPING INDICES WITHIN THE TABLE-----------------------
490        IF(ITTB<1)THEN
491          ITTB=1
492          QQ1=0.
493        ELSE IF(ITTB>=JTB)THEN
494          ITTB=JTB-1
495          QQ1=0.
496        ENDIF
497!--------------BASE AND SCALING FACTOR FOR SPEC. HUMIDITY---------------
498        ITTBK=ITTB
499        BQS00K=QS0(ITTBK)
500        SQS00K=SQS(ITTBK)
501        BQS10K=QS0(ITTBK+1)
502        SQS10K=SQS(ITTBK+1)
503!--------------SCALING SPEC. HUMIDITY & TABLE INDEX---------------------
504        BQ=(BQS10K-BQS00K)*QQ1+BQS00K
505        SQ=(SQS10K-SQS00K)*QQ1+SQS00K
506        TQ=(QBT-BQ)/SQ*RDQ
507        PP1=TQ-AINT(TQ)
508        IQTB=INT(TQ)+1
509!----------------KEEPING INDICES WITHIN THE TABLE-----------------------
510        IF(IQTB<1)THEN
511          IQTB=1
512          PP1=0.
513        ELSE IF(IQTB>=ITB)THEN
514          IQTB=ITB-1
515          PP1=0.
516        ENDIF
517!--------------SATURATION PRESSURE AT FOUR SURROUNDING TABLE PTS.-------
518        IQ=IQTB
519        IT=ITTB
520        P00K=PTBL(IQ  ,IT  )
521        P10K=PTBL(IQ+1,IT  )
522        P01K=PTBL(IQ  ,IT+1)
523        P11K=PTBL(IQ+1,IT+1)
524!
525!--------------SATURATION POINT VARIABLES AT THE BOTTOM-----------------
526!
527        PSP=P00K+(P10K-P00K)*PP1+(P01K-P00K)*QQ1                        &
528     &          +(P00K-P10K-P01K+P11K)*PP1*QQ1
529        APES=(1.E5/PSP)**CAPA
530        THESP=THBT*EXP(ELOCP*QBT*APES/THBT)
531!
532!-----------------------------------------------------------------------
533!-----------CHOOSE CLOUD BASE AS MODEL LEVEL JUST BELOW PSP-------------
534!-----------------------------------------------------------------------
535!
536        DO L=KTS,LMH-1
537          P=PRSMID(L)
538          IF(P<PSP.AND.P>=PQM)LBOT=L+1
539        ENDDO
540!***
541!*** WARNING: LBOT MUST NOT BE > LMH-1 IN SHALLOW CONVECTION
542!*** MAKE SURE CLOUD BASE IS AT LEAST PONE ABOVE THE SURFACE
543!***
544        PBOT=PRSMID(LBOT)
545        IF(PBOT>=PBTmx.OR.LBOT>=LMH)THEN
546          DO L=KTS,LMH-1
547            P=PRSMID(L)
548            IF(P<PBTmx)LBOT=L
549          ENDDO
550          PBOT=PRSMID(LBOT)
551        ENDIF
552!
553!-----------------------------------------------------------------------
554!----------------CLOUD TOP COMPUTATION----------------------------------
555!-----------------------------------------------------------------------
556!
557        LTOP=LBOT
558        PTOP=PBOT
559        DO L=LMH,KTS,-1
560          THES(L)=THESP
561        ENDDO
562!
563!-----------------------------------------------------------------------
564!### BEGIN: ###########  WARNING  ###########  WARNING  ###########
565!-----------------------------------------------------------------------
566!
567!### IMPORTANT: THIS "DO KB=LMH,1,-1" loop must be broken up into two
568!    separate loops in order for entrainment as programmed below to work
569!    properly. 
570!
571!---------------  ENTRAINMENT DURING PARCEL ASCENT  --------------------
572!
573!        DO L=LMH,KB,-1
574!          THES(L)=THESP
575!        ENDDO
576!
577!        DO L=KTS,LMH
578!          THEE(L)=THES(L)
579!        ENDDO
580!!
581!        FEFI=(CLDEFI-EFIMN)*SLOPE+EFMNT
582!        FFUP=FUP/(FEFI*FEFI)
583!!
584!        IF(PBOT>ENPLO)THEN
585!          FPRS=1.
586!        ELSEIF(PBOT>ENPUP)THEN
587!          FPRS=(PBOT-ENPUP)*RENDP
588!        ELSE
589!          FPRS=0.
590!        ENDIF
591!!
592!        FFUP=FFUP*FPRS*FPRS*0.5
593!        DPUP=DPRS(KB)
594!!
595!        DO L=KB-1,KTS,-1
596!          DPLO=DPUP
597!          DPUP=DPRS(L)
598!!
599!          THES(L)=((-FFUP*DPLO+1.)*THES(L+1)                           &
600!     &            +(THEE(L)*DPUP+THEE(L+1)*DPLO)*FFUP)                 &
601!     &           /(FFUP*DPUP+1.)
602!      ENDDO
603!
604!-----------------------------------------------------------------------
605!### END: ###########  WARNING  ###########  WARNING  ###########
606!-----------------------------------------------------------------------
607!!
608!-----------------------------------------------------------------------
609!!***  COMPUTE PARCEL TEMPERATURE ALONG THE ASCENT TRAJECTORY
610!!***  SCALING PRESSURE & TT TABLE INDEX.
611!-----------------------------------------------------------------------
612!!
613!!
614!       DO L=LMH,KTS,-1
615!!
616!         PRESK=PRSMID(L)
617!!
618!         IF(PRESK<PLQ)THEN
619!           CALL TTBLEX(ITB,JTB,PL,PRESK,RDP,RDTHE                      &
620!     &                ,STHE,THE0,THES(L),TTBL,TREF(L))
621!         ELSE
622!           CALL TTBLEX(ITBQ,JTBQ,PLQ,PRESK,RDPQ,RDTHEQ                 &
623!     &                ,STHEQ,THE0Q,THES(L),TTBLQ,TREF(L))
624!         ENDIF
625!!
626!       ENDDO
627!!
628!!-----------------------------------------------------------------------
629!!----------------BUOYANCY CHECK-----------------------------------------
630!!-----------------------------------------------------------------------
631!!
632!       DO L=LMH,KTS,-1
633!         IF(TREF(L)>T(L)-DTTOP)LTOP=L
634!       ENDDO
635!!
636!!***  CLOUD TOP PRESSURE
637!!
638!       PTOP=PRSMID(LTOP)
639!
640!------------------FIRST ENTROPY CHECK----------------------------------
641!
642        DO L=KTS,LMH
643          CPE(L)=0.
644          DTV(L)=0.
645        ENDDO
646!-----------------------------------------------------------------------
647!       lbot_ltop: IF(LBOT>LTOP)THEN
648!-----------------------------------------------------------------------
649!-- Begin: Buoyancy check including deep convection (24 Aug 2006)
650!-----------------------------------------------------------------------
651          DENTPY=0.
652          L=KB
653          PLO=PRSMID(L)
654          TRMLO=0.
655          CAPEtrigr=DTPtrigr/T(LBOT)
656!
657!--- Below cloud base
658!
659          IF(KB>LBOT) THEN
660            DO L=KB-1,LBOT+1,-1
661              PUP=PRSMID(L)
662              TUP=THBT/APE(L)
663              DP=PLO-PUP
664              TRMUP=(TUP*(QBT*0.608+1.)                                 &
665     &            -T(L)*(Q(L)*0.608+1.))*0.5                            &
666     &             /(T(L)*(Q(L)*0.608+1.))
667              DTV(L)=TRMLO+TRMUP
668              DENTPY=DTV(L)*DP+DENTPY
669              CPE(L)=DENTPY
670              IF (DENTPY < CAPEtrigr) GO TO 170
671              PLO=PUP
672              TRMLO=TRMUP
673            ENDDO
674          ELSE
675            L=LBOT+1
676            PLO=PRSMID(L)
677            TUP=THBT/APE(L)
678            TRMLO=(TUP*(QBT*0.608+1.)                                   &
679     &            -T(L)*(Q(L)*0.608+1.))*0.5                            &
680     &             /(T(L)*(Q(L)*0.608+1.))
681          ENDIF  ! IF(KB>LBOT) THEN
682!
683!--- At cloud base
684!
685          L=LBOT
686          PUP=PSP
687          TUP=THBT/APES
688          TSP=(T(L+1)-T(L))/(PLO-PBOT)                                  &
689     &       *(PUP-PBOT)+T(L)
690          QSP=(Q(L+1)-Q(L))/(PLO-PBOT)                                  &
691     &       *(PUP-PBOT)+Q(L)
692          DP=PLO-PUP
693          TRMUP=(TUP*(QBT*0.608+1.)                                     &
694     &          -TSP*(QSP*0.608+1.))*0.5                                &
695     &         /(TSP*(QSP*0.608+1.))
696          DTV(L)=TRMLO+TRMUP
697          DENTPY=DTV(L)*DP+DENTPY
698          CPE(L)=DENTPY
699          DTV(L)=DTV(L)*DP
700          PLO=PUP
701          TRMLO=TRMUP
702          PUP=PRSMID(L)
703!
704!--- Calculate updraft temperature along moist adiabat (TUP)
705!
706          IF(PUP<PLQ)THEN
707            CALL TTBLEX(ITB,JTB,PL,PUP,RDP,RDTHE                        &
708     &                 ,STHE,THE0,THES(L),TTBL,TUP)
709          ELSE
710            CALL TTBLEX(ITBQ,JTBQ,PLQ,PUP,RDPQ,RDTHEQ                   &
711     &                 ,STHEQ,THE0Q,THES(L),TTBLQ,TUP)
712          ENDIF
713!
714          QUP=PQ0/PUP*EXP(A2*(TUP-A3)/(TUP-A4))
715          QWAT=QBT-QUP  !-- Water loading effects, reversible adiabat
716          DP=PLO-PUP
717          TRMUP=(TUP*(QUP*0.608+1.-QWAT)                                &
718     &          -T(L)*(Q(L)*0.608+1.))*0.5                              &
719     &         /(T(L)*(Q(L)*0.608+1.))
720          DENTPY=(TRMLO+TRMUP)*DP+DENTPY
721          CPE(L)=DENTPY
722          DTV(L)=(DTV(L)+(TRMLO+TRMUP)*DP)/(PRSMID(LBOT+1)-PRSMID(LBOT))
723!
724          IF (DENTPY < CAPEtrigr) GO TO 170
725!
726          PLO=PUP
727          TRMLO=TRMUP
728!
729!-----------------------------------------------------------------------
730!--- In cloud above cloud base
731!-----------------------------------------------------------------------
732!
733          DO L=LBOT-1,KTS,-1
734            PUP=PRSMID(L)
735!
736!--- Calculate updraft temperature along moist adiabat (TUP)
737!
738            IF(PUP<PLQ)THEN
739              CALL TTBLEX(ITB,JTB,PL,PUP,RDP,RDTHE                      &
740       &                 ,STHE,THE0,THES(L),TTBL,TUP)
741            ELSE
742              CALL TTBLEX(ITBQ,JTBQ,PLQ,PUP,RDPQ,RDTHEQ                 &
743       &                 ,STHEQ,THE0Q,THES(L),TTBLQ,TUP)
744            ENDIF
745!
746            QUP=PQ0/PUP*EXP(A2*(TUP-A3)/(TUP-A4))
747            QWAT=QBT-QUP  !-- Water loading effects, reversible adiabat
748            DP=PLO-PUP
749            TRMUP=(TUP*(QUP*0.608+1.-QWAT)                              &
750     &            -T(L)*(Q(L)*0.608+1.))*0.5                            &
751     &           /(T(L)*(Q(L)*0.608+1.))
752            DTV(L)=TRMLO+TRMUP
753            DENTPY=DTV(L)*DP+DENTPY
754            CPE(L)=DENTPY
755!
756            IF (DENTPY < CAPEtrigr) GO TO 170
757!
758            PLO=PUP
759            TRMLO=TRMUP
760          ENDDO
761!
762!-----------------------------------------------------------------------
763!
764170       LTP1=KB
765          CAPE=0.
766!
767!-----------------------------------------------------------------------
768!--- Cloud top level (LTOP) is located where CAPE is a maximum
769!--- Exit cloud-top search if CAPE < CAPEtrigr
770!-----------------------------------------------------------------------
771!
772          DO L=KB,KTS,-1
773            IF (CPE(L) < CAPEtrigr) THEN
774              EXIT
775            ELSE IF (CPE(L) > CAPE) THEN
776              LTP1=L
777              CAPE=CPE(L)
778            ENDIF
779          ENDDO      !-- End DO L=KB,KTS,-1
780!
781          LTOP=MIN(LTP1,LBOT)
782!
783!-----------------------------------------------------------------------
784!--------------- CHECK FOR MAXIMUM INSTABILITY  ------------------------
785!-----------------------------------------------------------------------
786          IF(CAPE > CAPEcnv) THEN
787            CAPEcnv=CAPE
788            PSPcnv=PSP
789            THBTcnv=THBT
790            LBOTcnv=LBOT
791            LTOPcnv=LTOP
792            DO L=LMH,KTS,-1
793              CPEcnv(L)=CPE(L)
794              DTVcnv(L)=DTV(L)
795              THEScnv(L)=THES(L)
796            ENDDO
797          ENDIF    ! End IF(CAPE > CAPEcnv) THEN
798!
799!       ENDIF lbot_ltop
800!
801!-----------------------------------------------------------------------
802!
803      ENDDO max_buoy_loop
804!
805!-----------------------------------------------------------------------
806!------------------------  MAXIMUM INSTABILITY  ------------------------
807!-----------------------------------------------------------------------
808!
809      IF(CAPEcnv > 0.) THEN
810        PSP=PSPcnv
811        THBT=THBTcnv
812        LBOT=LBOTcnv
813        LTOP=LTOPcnv
814        PBOT=PRSMID(LBOT)
815        PTOP=PRSMID(LTOP)
816!
817        DO L=LMH,KTS,-1
818          CPE(L)=CPEcnv(L)
819          DTV(L)=DTVcnv(L)
820          THES(L)=THEScnv(L)
821        ENDDO
822!
823      ENDIF
824!
825!-----------------------------------------------------------------------
826!-----  Quick exit if cloud is too thin or no CAPE is present  ---------
827!-----------------------------------------------------------------------
828!
829      IF(PTOP>PBOT-PNO.OR.LTOP>LBOT-2.OR.CAPEcnv<=0.)THEN
830        LBOT=0
831        LTOP=KTE
832        PBOT=PRSMID(LMH)
833        PTOP=PBOT
834        CLDEFI=AVGEFI*SM+STEFI*(1.-SM)
835        GO TO 800
836      ENDIF
837!
838!***  DEPTH OF CLOUD REQUIRED TO MAKE THE POINT A DEEP CONVECTION POINT
839!***  IS A SCALED VALUE OF PSFC.
840!
841      DEPTH=PBOT-PTOP
842!
843      IF(DEPTH>=DEPMIN) THEN
844        DEEP=.TRUE.
845      ELSE
846        SHALLOW=.TRUE.
847        GO TO 600
848      ENDIF
849!
850!-----------------------------------------------------------------------
851!DCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCD
852!DCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDC    DEEP CONVECTION   DCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCD
853!DCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCD
854!-----------------------------------------------------------------------
855!
856  300 CONTINUE
857!
858      LB =LBOT
859      EFI=CLDEFI
860!-----------------------------------------------------------------------
861!--------------INITIALIZE VARIABLES IN THE CONVECTIVE COLUMN------------
862!-----------------------------------------------------------------------
863!***
864!***  ONE SHOULD NOTE THAT THE VALUES ASSIGNED TO THE ARRAY TREFK
865!***  IN THE FOLLOWING LOOP ARE REALLY ONLY RELEVANT IN ANCHORING THE
866!***  REFERENCE TEMPERATURE PROFILE AT LEVEL LB.  WHEN BUILDING THE
867!***  REFERENCE PROFILE FROM CLOUD BASE, THEN ASSIGNING THE
868!***  AMBIENT TEMPERATURE TO TREFK IS ACCEPTABLE.  HOWEVER, WHEN
869!***  BUILDING THE REFERENCE PROFILE FROM SOME OTHER LEVEL (SUCH AS
870!***  ONE LEVEL ABOVE THE GROUND), THEN TREFK SHOULD BE FILLED WITH
871!***  THE TEMPERATURES IN TREF(L) WHICH ARE THE TEMPERATURES OF
872!***  THE MOIST ADIABAT THROUGH CLOUD BASE.  BY THE TIME THE LINE
873!***  NUMBERED 450 HAS BEEN REACHED, TREFK ACTUALLY DOES HOLD THE
874!***  REFERENCE TEMPERATURE PROFILE.
875!***
876      DO L=KTS,LMH
877        DIFT  (L)=0.
878        DIFQ  (L)=0.
879        TKL      =T(L)
880        TK    (L)=TKL
881        TREFK (L)=TKL
882        QKL      =Q(L)
883        QK    (L)=QKL
884        QREFK (L)=QKL
885        PKL      =PRSMID(L)
886        PK    (L)=PKL
887        PSK   (L)=PKL
888        APEKL    =APE(L)
889        APEK  (L)=APEKL
890!
891!--- Calculate temperature along moist adiabat (TREF)
892!
893        IF(PKL<PLQ)THEN
894          CALL TTBLEX(ITB,JTB,PL,PKL,RDP,RDTHE                          &
895     &               ,STHE,THE0,THES(L),TTBL,TREF(L))
896        ELSE
897          CALL TTBLEX(ITBQ,JTBQ,PLQ,PKL,RDPQ,RDTHEQ                     &
898     &               ,STHEQ,THE0Q,THES(L),TTBLQ,TREF(L))
899        ENDIF
900        THERK (L)=TREF(L)*APEKL
901      ENDDO
902!
903!------------DEEP CONVECTION REFERENCE TEMPERATURE PROFILE------------
904!
905      LTP1=LTOP+1
906      LBM1=LB-1
907      PKB=PK(LB)
908      PKT=PK(LTOP)
909      STABDL=(EFI-EFIMN)*SLOPST+STABDS
910!
911!------------TEMPERATURE REFERENCE PROFILE BELOW FREEZING LEVEL-------
912!
913      EL(LB) = ELWV   
914      L0=LB
915      PK0=PK(LB)
916      TREFKX=TREFK(LB)
917      THERKX=THERK(LB)
918      APEKXX=APEK(LB)
919      THERKY=THERK(LBM1)
920      APEKXY=APEK(LBM1)
921!
922      DO L=LBM1,LTOP,-1
923        IF(T(L+1)<TFRZ)GO TO 430
924        TREFKX=((THERKY-THERKX)*STABDL                                  &
925     &          +TREFKX*APEKXX)/APEKXY
926        TREFK(L)=TREFKX
927        EL(L)=ELWV
928        APEKXX=APEKXY
929        THERKX=THERKY
930        APEKXY=APEK(L-1)
931        THERKY=THERK(L-1)
932        L0=L
933        PK0=PK(L0)
934      ENDDO
935!
936!--------------FREEZING LEVEL AT OR ABOVE THE CLOUD TOP-----------------
937!
938      GO TO 450
939!
940!--------------TEMPERATURE REFERENCE PROFILE ABOVE FREEZING LEVEL-------
941!
942  430 L0M1=L0-1
943      RDP0T=1./(PK0-PKT)
944      DTHEM=THERK(L0)-TREFK(L0)*APEK(L0)
945!
946      DO L=LTOP,L0M1
947        TREFK(L)=(THERK(L)-(PK(L)-PKT)*DTHEM*RDP0T)/APEK(L)
948        EL(L)=ELWV !ELIV
949      ENDDO
950!
951!-----------------------------------------------------------------------
952!--------------DEEP CONVECTION REFERENCE HUMIDITY PROFILE---------------
953!-----------------------------------------------------------------------
954!
955!***  DEPWL IS THE PRESSURE DIFFERENCE BETWEEN CLOUD BASE AND
956!***  THE FREEZING LEVEL
957!
958  450 CONTINUE
959      DEPWL=PKB-PK0
960      DEPTH=PFRZ*PSFC*RSFCP
961      SM1=1.-SM
962      PBOTFC=1.
963!
964!-------------FIRST ADJUSTMENT OF TEMPERATURE PROFILE-------------------
965!!
966!      SUMDT=0.
967!      SUMDP=0.
968!!
969!      DO L=LTOP,LB
970!        SUMDT=(TK(L)-TREFK(L))*DPRS(L)+SUMDT
971!        SUMDP=SUMDP+DPRS(L)
972!      ENDDO
973!!
974!      TCORR=SUMDT/SUMDP
975!!
976!      DO L=LTOP,LB
977!        TREFK(L)=TREFK(L)+TCORR
978!      ENDDO
979!!
980!-----------------------------------------------------------------------
981!--------------- ITERATION LOOP FOR CLOUD EFFICIENCY -------------------
982!-----------------------------------------------------------------------
983!
984      cloud_efficiency : DO ITREFI=1,ITREFI_MAX 
985!
986!-----------------------------------------------------------------------
987        DSPBK=((EFI-EFIMN)*SLOPBS+DSPBSS*PBOTFC)*SM                     &
988     &       +((EFI-EFIMN)*SLOPBL+DSPBSL*PBOTFC)*SM1
989        DSP0K=((EFI-EFIMN)*SLOP0S+DSP0SS*PBOTFC)*SM                     &
990     &       +((EFI-EFIMN)*SLOP0L+DSP0SL*PBOTFC)*SM1
991        DSPTK=((EFI-EFIMN)*SLOPTS+DSPTSS*PBOTFC)*SM                     &
992     &       +((EFI-EFIMN)*SLOPTL+DSPTSL*PBOTFC)*SM1
993!
994!-----------------------------------------------------------------------
995!
996        DO L=LTOP,LB
997!
998!***
999!***  SATURATION PRESSURE DIFFERENCE
1000!***
1001          IF(DEPWL>=DEPTH)THEN
1002            IF(L<L0)THEN
1003              DSP=((PK0-PK(L))*DSPTK+(PK(L)-PKT)*DSP0K)/(PK0-PKT)
1004            ELSE
1005              DSP=((PKB-PK(L))*DSP0K+(PK(L)-PK0)*DSPBK)/(PKB-PK0)
1006            ENDIF
1007          ELSE
1008            DSP=DSP0K
1009            IF(L<L0)THEN
1010              DSP=((PK0-PK(L))*DSPTK+(PK(L)-PKT)*DSP0K)/(PK0-PKT)
1011            ENDIF
1012          ENDIF
1013!***
1014!***  HUMIDITY PROFILE
1015!***
1016          IF(PK(L)>PQM)THEN
1017            PSK(L)=PK(L)+DSP
1018            APESK(L)=(1.E5/PSK(L))**CAPA
1019            THSK(L)=TREFK(L)*APEK(L)
1020            QREFK(L)=PQ0/PSK(L)*EXP(A2*(THSK(L)-A3*APESK(L))            &
1021     &                                /(THSK(L)-A4*APESK(L)))
1022          ELSE
1023            QREFK(L)=QK(L)
1024          ENDIF
1025!
1026        ENDDO
1027!-----------------------------------------------------------------------
1028!***
1029!***  ENTHALPY CONSERVATION INTEGRAL
1030!***
1031!-----------------------------------------------------------------------
1032        enthalpy_conservation : DO ITER=1,2
1033!
1034          SUMDE=0.
1035          SUMDP=0.
1036!
1037          DO L=LTOP,LB
1038            SUMDE=((TK(L)-TREFK(L))*CP+(QK(L)-QREFK(L))*EL(L))*DPRS(L)  &
1039     &            +SUMDE
1040            SUMDP=SUMDP+DPRS(L)
1041          ENDDO
1042!
1043          HCORR=SUMDE/(SUMDP-DPRS(LTOP))
1044          LCOR=LTOP+1
1045!***
1046!***  FIND LQM
1047!***
1048          LQM=1
1049          DO L=KTS,LB
1050            IF(PK(L)<=PQM)LQM=L
1051          ENDDO
1052!***
1053!***  ABOVE LQM CORRECT TEMPERATURE ONLY
1054!***
1055          IF(LCOR<=LQM)THEN
1056            DO L=LCOR,LQM
1057              TREFK(L)=TREFK(L)+HCORR*RCP
1058            ENDDO
1059            LCOR=LQM+1
1060          ENDIF
1061!***
1062!***  BELOW LQM CORRECT BOTH TEMPERATURE AND MOISTURE
1063!***
1064          DO L=LCOR,LB
1065            TSKL=TREFK(L)*APEK(L)/APESK(L)
1066            DHDT=QREFK(L)*A23M4L/(TSKL-A4)**2+CP
1067            TREFK(L)=HCORR/DHDT+TREFK(L)
1068            THSKL=TREFK(L)*APEK(L)
1069            QREFK(L)=PQ0/PSK(L)*EXP(A2*(THSKL-A3*APESK(L))              &
1070     &                                /(THSKL-A4*APESK(L)))
1071          ENDDO
1072!
1073        ENDDO  enthalpy_conservation
1074!-----------------------------------------------------------------------
1075!
1076!***  HEATING, MOISTENING, PRECIPITATION
1077!
1078!-----------------------------------------------------------------------
1079        AVRGT=0.
1080        PRECK=0.
1081        DSQ=0.
1082        DST=0.
1083!
1084        DO L=LTOP,LB
1085          TKL=TK(L)
1086          DIFTL=(TREFK(L)-TKL  )*TAUK
1087          DIFQL=(QREFK(L)-QK(L))*TAUK
1088          AVRGTL=(TKL+TKL+DIFTL)
1089          DPOT=DPRS(L)/AVRGTL
1090          DST=DIFTL*DPOT+DST
1091          DSQ=DIFQL*EL(L)*DPOT+DSQ
1092          AVRGT=AVRGTL*DPRS(L)+AVRGT
1093          PRECK=DIFTL*DPRS(L)+PRECK
1094          DIFT(L)=DIFTL
1095          DIFQ(L)=DIFQL
1096        ENDDO
1097!
1098        DST=(DST+DST)*CP
1099        DSQ=DSQ+DSQ
1100        DENTPY=DST+DSQ
1101        AVRGT=AVRGT/(SUMDP+SUMDP)
1102!
1103!        DRHEAT=PRECK*CP/AVRGT
1104        DRHEAT=(PRECK*SM+MAX(1.E-7,PRECK)*(1.-SM))*CP/AVRGT !As in Eta!
1105        DRHEAT=MAX(DRHEAT,1.E-20)
1106        EFI=EFIFC*DENTPY/DRHEAT
1107!-----------------------------------------------------------------------
1108        EFI=MIN(EFI,1.)
1109        EFI=MAX(EFI,EFIMN)
1110!-----------------------------------------------------------------------
1111!
1112      ENDDO  cloud_efficiency
1113!
1114!-----------------------------------------------------------------------
1115!
1116!-----------------------------------------------------------------------
1117!---------------------- DEEP CONVECTION --------------------------------
1118!-----------------------------------------------------------------------
1119!
1120      IF(DENTPY>=EPSNTP.AND.PRECK>EPSPR)THEN
1121!
1122        CLDEFI=EFI
1123        FEFI=EFMNT+SLOPE*(EFI-EFIMN)
1124        FEFI=(DENTPY-EPSNTP)*FEFI/DENTPY
1125        PRECK=PRECK*FEFI
1126!
1127!***  UPDATE PRECIPITATION AND TENDENCIES OF TEMPERATURE AND MOISTURE
1128!
1129        CUP=PRECK*CPRLG
1130        PCPCOL=CUP
1131!
1132        DO L=LTOP,LB
1133          DTDT(L)=DIFT(L)*FEFI*RDTCNVC
1134          DQDT(L)=DIFQ(L)*FEFI*RDTCNVC
1135        ENDDO
1136!
1137      ELSE
1138!
1139!-----------------------------------------------------------------------
1140!***  REDUCE THE CLOUD TOP
1141!-----------------------------------------------------------------------
1142!
1143!        LTOP=LTOP+3
1144!        PTOP=PRSMID(LTOP)
1145!        DEPMIN=PSH*PSFC*RSFCP
1146!        DEPTH=PBOT-PTOP
1147!***
1148!***  ITERATE DEEP CONVECTION PROCEDURE IF NEEDED
1149!***
1150!        IF(DEPTH>=DEPMIN)THEN
1151!          GO TO 300
1152!        ENDIF
1153!
1154!        CLDEFI=AVGEFI
1155         CLDEFI=EFIMN*SM+STEFI*(1.-SM)
1156!***
1157!***  SEARCH FOR SHALLOW CLOUD TOP
1158!***
1159!        LTSH=LBOT
1160!        LBM1=LBOT-1
1161!        PBTK=PK(LBOT)
1162!        DEPMIN=PSH*PSFC*RSFCP
1163!        PTPK=PBTK-DEPMIN
1164        PTPK=MAX(PSHU, PK(LBOT)-DEPMIN)
1165!***
1166!***  CLOUD TOP IS THE LEVEL JUST BELOW PBTK-PSH or JUST BELOW PSHU
1167!***
1168        DO L=KTS,LMH
1169          IF(PK(L)<=PTPK)LTOP=L+1
1170        ENDDO
1171!
1172!        PTPK=PK(LTOP)
1173!!***
1174!!***  HIGHEST LEVEL ALLOWED IS LEVEL JUST BELOW PSHU
1175!!***
1176!        IF(PTPK<=PSHU)THEN
1177!!
1178!          DO L=KTS,LMH
1179!            IF(PK(L)<=PSHU)LSHU=L+1
1180!          ENDDO
1181!!
1182!          LTOP=LSHU
1183!          PTPK=PK(LTOP)
1184!        ENDIF
1185!
1186!        if(ltop>=lbot)then
1187!!!!!!     lbot=0
1188!          ltop=lmh
1189!!!!!!     pbot=pk(lbot)
1190!          ptop=pk(ltop)
1191!          pbot=ptop
1192!          go to 600
1193!        endif
1194!
1195!        LTP1=LTOP+1
1196!        LTP2=LTOP+2
1197!!
1198!        DO L=LTOP,LBOT
1199!          QSATK(L)=PQ0/PK(L)*EXP(A2*(TK(L)-A3)/(TK(L)-A4))
1200!        ENDDO
1201!!
1202!        RHH=QK(LTOP)/QSATK(LTOP)
1203!        RHMAX=0.
1204!        LTSH=LTOP
1205!!
1206!        DO L=LTP1,LBM1
1207!          RHL=QK(L)/QSATK(L)
1208!          DRHDP=(RHH-RHL)/(PK(L-1)-PK(L))
1209!!
1210!          IF(DRHDP>RHMAX)THEN
1211!            LTSH=L-1
1212!            RHMAX=DRHDP
1213!          ENDIF
1214!!
1215!          RHH=RHL
1216!        ENDDO
1217!
1218!-----------------------------------------------------------------------
1219!-- Make shallow cloud top a function of virtual temperature excess (DTV)
1220!-----------------------------------------------------------------------
1221!
1222        LTP1=LBOT
1223        DO L=LBOT-1,LTOP,-1
1224          IF (DTV(L) > 0.) THEN
1225            LTP1=L
1226          ELSE
1227            EXIT
1228          ENDIF
1229        ENDDO
1230        LTOP=MIN(LTP1,LBOT)
1231!***
1232!***  CLOUD MUST BE AT LEAST TWO LAYERS THICK
1233!***
1234!        IF(LBOT-LTOP<2)LTOP=LBOT-2  (eliminate this criterion)
1235!
1236!-- End: Buoyancy check (24 Aug 2006)
1237!
1238        PTOP=PK(LTOP)
1239        SHALLOW=.TRUE.
1240        DEEP=.FALSE.
1241!
1242      ENDIF
1243!DCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCD
1244!DCDCDCDCDCDCDC          END OF DEEP CONVECTION            DCDCDCDCDCDCD
1245!DCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCDCD
1246!
1247!-----------------------------------------------------------------------
1248!-----------------------------------------------------------------------
1249  600 CONTINUE
1250!-----------------------------------------------------------------------
1251!-----------------------------------------------------------------------
1252!
1253!----------------GATHER SHALLOW CONVECTION POINTS-----------------------
1254!
1255!      IF(PTOP<=PBOT-PNO.AND.LTOP<=LBOT-2)THEN
1256!         DEPMIN=PSH*PSFC*RSFCP
1257!!
1258!!        if(lpbl<lbot)lbot=lpbl
1259!!        if(lbot>lmh-1)lbot=lmh-1
1260!!        pbot=prsmid(lbot)
1261!!
1262!         IF(PTOP+1.>=PBOT-DEPMIN)SHALLOW=.TRUE.
1263!      ELSE
1264!         LBOT=0
1265!         LTOP=KTE
1266!      ENDIF
1267!
1268!***********************************************************************
1269!-----------------------------------------------------------------------
1270!***  Begin debugging convection
1271      IF(PRINT_DIAG)THEN
1272        WRITE(6,"(a,2i3,L2,3e12.4)")  &
1273             '{cu2a lbot,ltop,shallow,pbot,ptop,depmin = ' &
1274             ,lbot,ltop,shallow,pbot,ptop,depmin
1275      ENDIF
1276!***  End debugging convection
1277!-----------------------------------------------------------------------
1278!
1279      IF(.NOT.SHALLOW)GO TO 800
1280!
1281!-----------------------------------------------------------------------
1282!***********************************************************************
1283!-----------------------------------------------------------------------
1284!SCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCS
1285!SCSCSCSCSCSCSC         SHALLOW CONVECTION          CSCSCSCSCSCSCSCSCSCS
1286!SCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCS
1287!-----------------------------------------------------------------------
1288      DO L=KTS,LMH
1289        TKL      =T(L)
1290        TK   (L) =TKL
1291        TREFK(L) =TKL
1292        QKL      =Q(L)
1293        QK   (L) =QKL
1294        QREFK(L) =QKL
1295        PKL      =PRSMID(L)
1296        PK   (L) =PKL
1297        QSATK(L) =PQ0/PK(L)*EXP(A2*(TK(L)-A3)/(TK(L)-A4))
1298        APEKL    =APE(L)
1299        APEK (L) =APEKL
1300        THVMKL   =TKL*APEKL*(QKL*D608+1.)
1301        THVREF(L)=THVMKL
1302!
1303!        IF(TKL>=TFRZ)THEN
1304          EL(L)=ELWV
1305!        ELSE
1306!          EL(L)=ELIV
1307!        ENDIF
1308      ENDDO
1309!
1310!-----------------------------------------------------------------------
1311!-- Begin: Raise cloud top if avg RH>RHSHmax and CAPE>0
1312!   RHSHmax=RH at cloud base associated with a DSP of PONE
1313!-----------------------------------------------------------------------
1314!
1315      TLEV2=T(LBOT)*((PK(LBOT)-PONE)/PK(LBOT))**CAPA
1316      QSAT1=PQ0/PK(LBOT)*EXP(A2*(T(LBOT)-A3)/(TK(LBOT)-A4))
1317      QSAT2=PQ0/(PK(LBOT)-PONE)*EXP(A2*(TLEV2-A3)/(TLEV2-A4))
1318      RHSHmax=QSAT2/QSAT1
1319      SUMDP=0.
1320      RHAVG=0.
1321!
1322      DO L=LBOT,LTOP,-1
1323        RHAVG=RHAVG+DPRS(L)*QK(L)/QSATK(L)
1324        SUMDP=SUMDP+DPRS(L)
1325      ENDDO
1326!
1327      IF (RHAVG/SUMDP > RHSHmax) THEN
1328        LTSH=LTOP
1329        DO L=LTOP-1,KTS,-1
1330          RHAVG=RHAVG+DPRS(L)*QK(L)/QSATK(L)
1331          SUMDP=SUMDP+DPRS(L)
1332          IF (CPE(L) > 0.) THEN
1333            LTSH=L
1334          ELSE
1335            EXIT
1336          ENDIF
1337          IF (RHAVG/SUMDP <= RHSHmax) EXIT
1338          IF (PK(L) <= PSHU) EXIT
1339        ENDDO
1340        LTOP=LTSH
1341      ENDIF
1342!
1343!-- End: Raise cloud top if avg RH>RHSHmax and CAPE>0
1344!
1345!---------------------------SHALLOW CLOUD TOP---------------------------
1346      LBM1=LBOT-1
1347      PTPK=PTOP
1348      LTP1=LTOP-1
1349      DEPTH=PBOT-PTOP
1350!-----------------------------------------------------------------------
1351!***  Begin debugging convection
1352      IF(PRINT_DIAG)THEN
1353        WRITE(6,"(a,4e12.4)") '{cu2b PBOT,PTOP,DEPTH,DEPMIN= ' &
1354             ,PBOT,PTOP,DEPTH,DEPMIN
1355      ENDIF
1356!***  End debugging convection
1357!-----------------------------------------------------------------------
1358!
1359!BSF      IF(DEPTH<DEPMIN)THEN
1360!BSF        GO TO 800
1361!BSF      ENDIF
1362!-----------------------------------------------------------------------
1363      IF(PTOP>PBOT-PNO.OR.LTOP>LBOT-2)THEN
1364        LBOT=0
1365!!!     LTOP=LBOT
1366        LTOP=KTE
1367        PTOP=PBOT
1368        GO TO 800
1369      ENDIF
1370!
1371!--------------SCALING POTENTIAL TEMPERATURE & TABLE INDEX AT TOP-------
1372!
1373      THTPK=T(LTP1)*APE(LTP1)
1374!
1375      TTHK=(THTPK-THL)*RDTH
1376      QQK =TTHK-AINT(TTHK)
1377      IT  =INT(TTHK)+1
1378!
1379      IF(IT<1)THEN
1380        IT=1
1381        QQK=0.
1382      ENDIF
1383!
1384      IF(IT>=JTB)THEN
1385        IT=JTB-1
1386        QQK=0.
1387      ENDIF
1388!
1389!--------------BASE AND SCALING FACTOR FOR SPEC. HUMIDITY AT TOP--------
1390!
1391      BQS00K=QS0(IT)
1392      SQS00K=SQS(IT)
1393      BQS10K=QS0(IT+1)
1394      SQS10K=SQS(IT+1)
1395!
1396!--------------SCALING SPEC. HUMIDITY & TABLE INDEX AT TOP--------------
1397!
1398      BQK=(BQS10K-BQS00K)*QQK+BQS00K
1399      SQK=(SQS10K-SQS00K)*QQK+SQS00K
1400!
1401!     TQK=(Q(LTOP)-BQK)/SQK*RDQ
1402      TQK=(Q(LTP1)-BQK)/SQK*RDQ
1403!
1404      PPK=TQK-AINT(TQK)
1405      IQ =INT(TQK)+1
1406!
1407      IF(IQ<1)THEN
1408        IQ=1
1409        PPK=0.
1410      ENDIF
1411!
1412      IF(IQ>=ITB)THEN
1413        IQ=ITB-1
1414        PPK=0.
1415      ENDIF
1416!
1417!----------------CLOUD TOP SATURATION POINT PRESSURE--------------------
1418!
1419      PART1=(PTBL(IQ+1,IT)-PTBL(IQ,IT))*PPK
1420      PART2=(PTBL(IQ,IT+1)-PTBL(IQ,IT))*QQK
1421      PART3=(PTBL(IQ  ,IT  )-PTBL(IQ+1,IT  )                            &
1422     &      -PTBL(IQ  ,IT+1)+PTBL(IQ+1,IT+1))*PPK*QQK
1423      PTPK=PTBL(IQ,IT)+PART1+PART2+PART3
1424!-----------------------------------------------------------------------
1425      DPMIX=PTPK-PSP
1426      IF(ABS(DPMIX).LT.3000.)DPMIX=-3000.
1427!
1428!----------------TEMPERATURE PROFILE SLOPE------------------------------
1429!
1430      SMIX=(THTPK-THBT)/DPMIX*STABS
1431!
1432      TREFKX=TREFK(LBOT+1)
1433      PKXXXX=PK(LBOT+1)
1434      PKXXXY=PK(LBOT)
1435      APEKXX=APEK(LBOT+1)
1436      APEKXY=APEK(LBOT)
1437!
1438      LMID=.5*(LBOT+LTOP)
1439!
1440      DO L=LBOT,LTOP,-1
1441        TREFKX=((PKXXXY-PKXXXX)*SMIX                                    &
1442     &          +TREFKX*APEKXX)/APEKXY
1443        TREFK(L)=TREFKX
1444        IF(L<=LMID) TREFK(L)=MAX(TREFK(L), TK(L)+DTSHAL)
1445        APEKXX=APEKXY
1446        PKXXXX=PKXXXY
1447        APEKXY=APEK(L-1)
1448        PKXXXY=PK(L-1)
1449      ENDDO
1450!
1451!----------------TEMPERATURE REFERENCE PROFILE CORRECTION---------------
1452!
1453      SUMDT=0.
1454      SUMDP=0.
1455!
1456      DO L=LTOP,LBOT
1457        SUMDT=(TK(L)-TREFK(L))*DPRS(L)+SUMDT
1458        SUMDP=SUMDP+DPRS(L)
1459      ENDDO
1460!
1461      RDPSUM=1./SUMDP
1462      FPK(LBOT)=TREFK(LBOT)
1463!
1464      TCORR=SUMDT*RDPSUM
1465!
1466      DO L=LTOP,LBOT
1467        TRFKL   =TREFK(L)+TCORR
1468        TREFK(L)=TRFKL
1469        FPK  (L)=TRFKL
1470      ENDDO
1471!
1472!----------------HUMIDITY PROFILE EQUATIONS-----------------------------
1473!
1474      PSUM  =0.
1475      QSUM  =0.
1476      POTSUM=0.
1477      QOTSUM=0.
1478      OTSUM =0.
1479      DST   =0.
1480      FPTK  =FPK(LTOP)
1481!
1482      DO L=LTOP,LBOT
1483        DPKL  =FPK(L)-FPTK
1484        PSUM  =DPKL *DPRS(L)+PSUM
1485        QSUM  =QK(L)*DPRS(L)+QSUM
1486        RTBAR =2./(TREFK(L)+TK(L))
1487        OTSUM =DPRS(L)*RTBAR+OTSUM
1488        POTSUM=DPKL    *RTBAR*DPRS(L)+POTSUM
1489        QOTSUM=QK(L)   *RTBAR*DPRS(L)+QOTSUM
1490        DST   =(TREFK(L)-TK(L))*RTBAR*DPRS(L)/EL(L)+DST
1491      ENDDO
1492!
1493      PSUM  =PSUM*RDPSUM
1494      QSUM  =QSUM*RDPSUM
1495      ROTSUM=1./OTSUM
1496      POTSUM=POTSUM*ROTSUM
1497      QOTSUM=QOTSUM*ROTSUM
1498      DST   =DST*ROTSUM*CP
1499!
1500!-----------------------------------------------------------------------
1501!***  Begin debugging convection
1502      IF(PRINT_DIAG)THEN
1503        WRITE(6,"(a,5e12.4)") '{cu2c DST,PSUM,QSUM,POTSUM,QOTSUM = ' &
1504             ,DST,PSUM,QSUM,POTSUM,QOTSUM
1505      ENDIF
1506!***  End debugging convection
1507!-----------------------------------------------------------------------
1508!
1509!----------------ENSURE POSITIVE ENTROPY CHANGE-------------------------
1510!
1511      IF(DST>0.)THEN
1512!        dstq=dst*epsup
1513        LBOT=0
1514!!!!    LTOP=LBOT
1515        LTOP=KTE
1516        PTOP=PBOT
1517        GO TO 800
1518      ELSE
1519        DSTQ=DST*EPSDN
1520      ENDIF
1521!
1522!----------------CHECK FOR ISOTHERMAL ATMOSPHERE------------------------
1523!
1524      DEN=POTSUM-PSUM
1525!
1526      IF(-DEN/PSUM<5.E-5)THEN
1527        LBOT=0
1528!!!!    LTOP=LBOT
1529        LTOP=KTE
1530        PTOP=PBOT
1531        GO TO 800
1532!
1533!----------------SLOPE OF THE REFERENCE HUMIDITY PROFILE----------------
1534!
1535      ELSE
1536        DQREF=(QOTSUM-DSTQ-QSUM)/DEN
1537      ENDIF
1538!
1539!-------------- HUMIDITY DOES NOT INCREASE WITH HEIGHT------------------
1540!
1541      IF(DQREF<0.)THEN
1542        LBOT=0
1543!!!!    LTOP=LBOT
1544        LTOP=KTE
1545        PTOP=PBOT
1546        GO TO 800
1547      ENDIF
1548!
1549!----------------HUMIDITY AT THE CLOUD TOP------------------------------
1550!
1551      QRFTP=QSUM-DQREF*PSUM
1552!
1553!----------------HUMIDITY PROFILE---------------------------------------
1554!
1555      DO L=LTOP,LBOT
1556        QRFKL=(FPK(L)-FPTK)*DQREF+QRFTP
1557!
1558!***  TOO DRY CLOUDS NOT ALLOWED
1559!
1560        TNEW=(TREFK(L)-TK(L))*TAUKSC+TK(L)
1561        QSATK(L)=PQ0/PK(L)*EXP(A2*(TNEW-A3)/(TNEW-A4))
1562        QNEW=(QRFKL-QK(L))*TAUKSC+QK(L)
1563!
1564        IF(QNEW<QSATK(L)*RHLSC)THEN
1565          LBOT=0
1566!!!!      LTOP=LBOT
1567          LTOP=KTE
1568          PTOP=PBOT
1569          GO TO 800
1570        ENDIF
1571!
1572!-------------TOO MOIST CLOUDS NOT ALLOWED------------------------------
1573!
1574        IF(QNEW>QSATK(L)*RHHSC)THEN
1575          LBOT=0
1576!!!!      LTOP=LBOT
1577          LTOP=KTE
1578          PTOP=PBOT
1579          GO TO 800
1580        ENDIF
1581
1582!
1583        THVREF(L)=TREFK(L)*APEK(L)*(QRFKL*D608+1.)
1584        QREFK(L)=QRFKL
1585      ENDDO
1586!
1587!------------------ ELIMINATE CLOUDS WITH BOTTOMS TOO DRY --------------
1588!!
1589!      qnew=(qrefk(lbot)-qk(lbot))*tauksc+qk(lbot)
1590!!
1591!      if(qnew<qk(lbot+1)*stresh)then  !!?? stresh too large!!
1592!        lbot=0
1593!!!!!!   ltop=lbot
1594!        ltop=kte
1595!        ptop=pbot
1596!        go to 800
1597!      endif
1598!!
1599!-------------- ELIMINATE IMPOSSIBLE SLOPES (BETTS,DTHETA/DQ)------------
1600!
1601      DO L=LTOP,LBOT
1602        DTDP=(THVREF(L-1)-THVREF(L))/(PRSMID(L)-PRSMID(L-1))
1603!
1604        IF(DTDP<EPSDT)THEN
1605          LBOT=0
1606!!!!!     LTOP=LBOT
1607          LTOP=KTE
1608          PTOP=PBOT
1609          GO TO 800
1610        ENDIF
1611!
1612      ENDDO
1613!-----------------------------------------------------------------------
1614!--------------RELAXATION TOWARD REFERENCE PROFILES---------------------
1615!-----------------------------------------------------------------------
1616!
1617      DO L=LTOP,LBOT
1618        DTDT(L)=(TREFK(L)-TK(L))*TAUKSC*RDTCNVC
1619        DQDT(L)=(QREFK(L)-QK(L))*TAUKSC*RDTCNVC
1620      ENDDO
1621!
1622!-----------------------------------------------------------------------
1623!***  Begin debugging convection
1624      IF(PRINT_DIAG)THEN
1625        DO L=LBOT,LTOP,-1
1626          WRITE(6,"(a,i3,4e12.4)") '{cu2 KFLIP,DT,DTDT,DQ,DQDT = ' &
1627               ,KTE+1-L,TREFK(L)-TK(L),DTDT(L),QREFK(L)-QK(L),DQDT(L)
1628        ENDDO
1629      ENDIF
1630!***  End debugging convection
1631!-----------------------------------------------------------------------
1632!
1633!-----------------------------------------------------------------------
1634!SCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCS
1635!SCSCSCSCSCSCSC         END OF SHALLOW CONVECTION        SCSCSCSCSCSCSCS
1636!SCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCS
1637!-----------------------------------------------------------------------
1638  800 CONTINUE
1639!-----------------------------------------------------------------------
1640      END SUBROUTINE BMJ
1641!-----------------------------------------------------------------------
1642!XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
1643!-----------------------------------------------------------------------
1644                           SUBROUTINE TTBLEX                            &
1645     & (ITBX,JTBX,PLX,PRSMID,RDPX,RDTHEX,STHE                           &
1646     & ,THE0,THESP,TTBL,TREF)
1647!-----------------------------------------------------------------------
1648!     ******************************************************************
1649!     *                                                                *
1650!     *           EXTRACT TEMPERATURE OF THE MOIST ADIABAT FROM        *
1651!     *                      THE APPROPRIATE TTBL                      *
1652!     *                                                                *
1653!     ******************************************************************
1654!-----------------------------------------------------------------------
1655      IMPLICIT NONE
1656!-----------------------------------------------------------------------
1657      INTEGER,INTENT(IN) :: ITBX,JTBX
1658!
1659      REAL,INTENT(IN) :: PLX,PRSMID,RDPX,RDTHEX,THESP
1660!
1661      REAL,DIMENSION(ITBX),INTENT(IN) :: STHE,THE0
1662!
1663      REAL,DIMENSION(JTBX,ITBX),INTENT(IN) :: TTBL
1664!
1665      REAL,INTENT(OUT) :: TREF
1666!-----------------------------------------------------------------------
1667      REAL :: BTHE00K,BTHE10K,BTHK,PK,PP,QQ,STHE00K,STHE10K,STHK        &
1668     &       ,T00K,T01K,T10K,T11K,TPK,TTHK
1669!
1670      INTEGER :: IPTB,ITHTB
1671!-----------------------------------------------------------------------
1672!----------------SCALING PRESSURE & TT TABLE INDEX----------------------
1673!-----------------------------------------------------------------------
1674      PK=PRSMID
1675      TPK=(PK-PLX)*RDPX
1676      QQ=TPK-AINT(TPK)
1677      IPTB=INT(TPK)+1
1678!----------------KEEPING INDICES WITHIN THE TABLE-----------------------
1679      IF(IPTB<1)THEN
1680        IPTB=1
1681        QQ=0.
1682      ENDIF
1683!
1684      IF(IPTB>=ITBX)THEN
1685        IPTB=ITBX-1
1686        QQ=0.
1687      ENDIF
1688!----------------BASE AND SCALING FACTOR FOR THETAE---------------------
1689      BTHE00K=THE0(IPTB)
1690      STHE00K=STHE(IPTB)
1691      BTHE10K=THE0(IPTB+1)
1692      STHE10K=STHE(IPTB+1)
1693!----------------SCALING THE & TT TABLE INDEX---------------------------
1694      BTHK=(BTHE10K-BTHE00K)*QQ+BTHE00K
1695      STHK=(STHE10K-STHE00K)*QQ+STHE00K
1696      TTHK=(THESP-BTHK)/STHK*RDTHEX
1697      PP=TTHK-AINT(TTHK)
1698      ITHTB=INT(TTHK)+1
1699!----------------KEEPING INDICES WITHIN THE TABLE-----------------------
1700      IF(ITHTB<1)THEN
1701        ITHTB=1
1702        PP=0.
1703      ENDIF
1704!
1705      IF(ITHTB>=JTBX)THEN
1706        ITHTB=JTBX-1
1707        PP=0.
1708      ENDIF
1709!----------------TEMPERATURE AT FOUR SURROUNDING TT TABLE PTS.----------
1710      T00K=TTBL(ITHTB,IPTB)
1711      T10K=TTBL(ITHTB+1,IPTB)
1712      T01K=TTBL(ITHTB,IPTB+1)
1713      T11K=TTBL(ITHTB+1,IPTB+1)
1714!-----------------------------------------------------------------------
1715!----------------PARCEL TEMPERATURE-------------------------------------
1716!-----------------------------------------------------------------------
1717      TREF=(T00K+(T10K-T00K)*PP+(T01K-T00K)*QQ                          &
1718     &    +(T00K-T10K-T01K+T11K)*PP*QQ)
1719!-----------------------------------------------------------------------
1720      END SUBROUTINE TTBLEX
1721!-----------------------------------------------------------------------
1722!-----------------------------------------------------------------------
1723      SUBROUTINE BMJINIT(RTHCUTEN,RQVCUTEN,RQCCUTEN,RQRCUTEN            &
1724     &                  ,CLDEFI,LOWLYR,CP,RD,RESTART                    &
1725     &                  ,ALLOWED_TO_READ                                &
1726     &                  ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                        &
1727     &                  ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                        &
1728     &                  ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
1729!-----------------------------------------------------------------------
1730      IMPLICIT NONE
1731!-----------------------------------------------------------------------
1732      LOGICAL,INTENT(IN) :: RESTART,ALLOWED_TO_READ
1733      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
1734     &                     ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
1735     &                     ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
1736!
1737      REAL,INTENT(IN) :: CP,RD
1738!
1739      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(OUT) ::            &
1740     &                                              RTHCUTEN            &
1741     &                                             ,RQVCUTEN            &
1742     &                                             ,RQCCUTEN            &
1743     &                                             ,RQRCUTEN
1744!
1745      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(OUT) :: CLDEFI
1746
1747      INTEGER,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(INOUT) :: LOWLYR
1748!
1749      REAL,PARAMETER :: EPS=1.E-9
1750!
1751      REAL, DIMENSION(JTB) :: APP,APT,AQP,AQT,PNEW,POLD,QSNEW,QSOLD     &
1752     &                       ,THENEW,THEOLD,TNEW,TOLD,Y2P,Y2T
1753!
1754      REAL,DIMENSION(JTBQ) :: APTQ,AQTQ,THENEWQ,THEOLDQ                 &
1755     &                       ,TNEWQ,TOLDQ,Y2TQ
1756!
1757      INTEGER :: I,J,K,ITF,JTF,KTF
1758      INTEGER :: KTH,KTHM,KTHM1,KP,KPM,KPM1
1759!
1760      REAL :: APE,DP,DQS,DTH,DTHE,P,QS,QS0K,SQSK,STHEK                  &
1761     &       ,TH,THE0K,DENOM,ELOCP
1762!-----------------------------------------------------------------------
1763
1764      ELOCP=ELIWV/CP
1765      JTF=MIN0(JTE,JDE-1)
1766      KTF=MIN0(KTE,KDE-1)
1767      ITF=MIN0(ITE,IDE-1)
1768!
1769      IF(.NOT.RESTART)THEN
1770        DO J=JTS,JTF
1771        DO K=KTS,KTF
1772        DO I=ITS,ITF
1773          RTHCUTEN(I,K,J)=0.
1774          RQVCUTEN(I,K,J)=0.
1775          RQCCUTEN(I,K,J)=0.
1776          RQRCUTEN(I,K,J)=0.
1777        ENDDO
1778        ENDDO
1779        ENDDO
1780!
1781        DO J=JTS,JTF
1782        DO I=ITS,ITF
1783          CLDEFI(I,J)=AVGEFI
1784        ENDDO
1785        ENDDO
1786      ENDIF
1787!
1788!***  FOR NOW, ASSUME SIGMA MODE FOR LOWEST MODEL LAYER
1789!
1790      DO J=JTS,JTF
1791      DO I=ITS,ITF
1792        LOWLYR(I,J)=1
1793      ENDDO
1794      ENDDO
1795!-----------------------------------------------------------------------
1796!----------------COARSE LOOK-UP TABLE FOR SATURATION POINT--------------
1797!-----------------------------------------------------------------------
1798!
1799      KTHM=JTB
1800      KPM=ITB
1801      KTHM1=KTHM-1
1802      KPM1=KPM-1
1803!
1804      DTH=(THH-THL)/REAL(KTHM-1)
1805      DP =(PH -PL )/REAL(KPM -1)
1806!
1807      TH=THL-DTH
1808!-----------------------------------------------------------------------
1809      DO 100 KTH=1,KTHM
1810!
1811      TH=TH+DTH
1812      P=PL-DP
1813!
1814      DO KP=1,KPM
1815        P=P+DP
1816        APE=(100000./P)**(RD/CP)
1817        DENOM=TH-A4*APE
1818        IF (DENOM>EPS) THEN
1819           QSOLD(KP)=PQ0/P*EXP(A2*(TH-A3*APE)/DENOM)
1820        ELSE
1821           QSOLD(KP)=0.
1822        ENDIF
1823        POLD(KP)=P
1824      ENDDO
1825!
1826      QS0K=QSOLD(1)
1827      SQSK=QSOLD(KPM)-QSOLD(1)
1828      QSOLD(1  )=0.
1829      QSOLD(KPM)=1.
1830!
1831      DO KP=2,KPM1
1832        QSOLD(KP)=(QSOLD(KP)-QS0K)/SQSK
1833        IF((QSOLD(KP)-QSOLD(KP-1)).LT.EPS)QSOLD(KP)=QSOLD(KP-1)+EPS
1834      ENDDO
1835!
1836      QS0(KTH)=QS0K
1837      QS0_EXP(KTH)=QS0K
1838      SQS(KTH)=SQSK
1839      SQS_EXP(KTH)=SQSK
1840!-----------------------------------------------------------------------
1841      QSNEW(1  )=0.
1842      QSNEW(KPM)=1.
1843      DQS=1./REAL(KPM-1)
1844!
1845      DO KP=2,KPM1
1846        QSNEW(KP)=QSNEW(KP-1)+DQS
1847      ENDDO
1848!
1849      Y2P(1   )=0.
1850      Y2P(KPM )=0.
1851!
1852      CALL SPLINE(JTB,KPM,QSOLD,POLD,Y2P,KPM,QSNEW,PNEW,APP,AQP)
1853!
1854      DO KP=1,KPM
1855        PTBL(KP,KTH)=PNEW(KP)
1856        PTBL_EXP(KP,KTH)=PNEW(KP)
1857      ENDDO
1858!-----------------------------------------------------------------------
1859  100 CONTINUE
1860!-----------------------------------------------------------------------
1861!------------COARSE LOOK-UP TABLE FOR T(P) FROM CONSTANT THE------------
1862!-----------------------------------------------------------------------
1863      P=PL-DP
1864!
1865      DO 200 KP=1,KPM
1866!
1867      P=P+DP
1868      TH=THL-DTH
1869!
1870      DO KTH=1,KTHM
1871        TH=TH+DTH
1872        APE=(1.E5/P)**(RD/CP)
1873        DENOM=TH-A4*APE
1874        IF (DENOM>EPS) THEN
1875           QS=PQ0/P*EXP(A2*(TH-A3*APE)/DENOM)
1876        ELSE
1877           QS=0.
1878        ENDIF
1879!        QS=PQ0/P*EXP(A2*(TH-A3*APE)/(TH-A4*APE))
1880        TOLD(KTH)=TH/APE
1881        THEOLD(KTH)=TH*EXP(ELOCP*QS/TOLD(KTH))
1882      ENDDO
1883!
1884      THE0K=THEOLD(1)
1885      STHEK=THEOLD(KTHM)-THEOLD(1)
1886      THEOLD(1   )=0.
1887      THEOLD(KTHM)=1.
1888!
1889      DO KTH=2,KTHM1
1890        THEOLD(KTH)=(THEOLD(KTH)-THE0K)/STHEK
1891        IF((THEOLD(KTH)-THEOLD(KTH-1)).LT.EPS)                          &
1892     &      THEOLD(KTH)=THEOLD(KTH-1)  +  EPS
1893      ENDDO
1894!
1895      THE0(KP)=THE0K
1896      STHE(KP)=STHEK
1897!-----------------------------------------------------------------------
1898      THENEW(1  )=0.
1899      THENEW(KTHM)=1.
1900      DTHE=1./REAL(KTHM-1)
1901!
1902      DO KTH=2,KTHM1
1903        THENEW(KTH)=THENEW(KTH-1)+DTHE
1904      ENDDO
1905!
1906      Y2T(1   )=0.
1907      Y2T(KTHM)=0.
1908!
1909      CALL SPLINE(JTB,KTHM,THEOLD,TOLD,Y2T,KTHM,THENEW,TNEW,APT,AQT)
1910!
1911      DO KTH=1,KTHM
1912        TTBL(KTH,KP)=TNEW(KTH)
1913      ENDDO
1914!-----------------------------------------------------------------------
1915  200 CONTINUE
1916!-----------------------------------------------------------------------
1917!
1918!-----------------------------------------------------------------------
1919!---------------FINE LOOK-UP TABLE FOR SATURATION POINT-----------------
1920!-----------------------------------------------------------------------
1921      KTHM=JTBQ
1922      KPM=ITBQ
1923      KTHM1=KTHM-1
1924      KPM1=KPM-1
1925!
1926      DTH=(THHQ-THL)/REAL(KTHM-1)
1927      DP=(PH-PLQ)/REAL(KPM-1)
1928!
1929      TH=THL-DTH
1930      P=PLQ-DP
1931!-----------------------------------------------------------------------
1932!---------------FINE LOOK-UP TABLE FOR T(P) FROM CONSTANT THE-----------
1933!-----------------------------------------------------------------------
1934      DO 300 KP=1,KPM
1935!
1936      P=P+DP
1937      TH=THL-DTH
1938!
1939      DO KTH=1,KTHM
1940        TH=TH+DTH
1941        APE=(1.E5/P)**(RD/CP)
1942        DENOM=TH-A4*APE
1943        IF (DENOM>EPS) THEN
1944           QS=PQ0/P*EXP(A2*(TH-A3*APE)/DENOM)
1945        ELSE
1946           QS=0.
1947        ENDIF
1948!        QS=PQ0/P*EXP(A2*(TH-A3*APE)/(TH-A4*APE))
1949        TOLDQ(KTH)=TH/APE
1950        THEOLDQ(KTH)=TH*EXP(ELOCP*QS/TOLDQ(KTH))
1951      ENDDO
1952!
1953      THE0K=THEOLDQ(1)
1954      STHEK=THEOLDQ(KTHM)-THEOLDQ(1)
1955      THEOLDQ(1   )=0.
1956      THEOLDQ(KTHM)=1.
1957!
1958      DO KTH=2,KTHM1
1959        THEOLDQ(KTH)=(THEOLDQ(KTH)-THE0K)/STHEK
1960        IF((THEOLDQ(KTH)-THEOLDQ(KTH-1))<EPS)                           &
1961     &      THEOLDQ(KTH)=THEOLDQ(KTH-1)+EPS
1962      ENDDO
1963!
1964      THE0Q(KP)=THE0K
1965      STHEQ(KP)=STHEK
1966!-----------------------------------------------------------------------
1967      THENEWQ(1  )=0.
1968      THENEWQ(KTHM)=1.
1969      DTHE=1./REAL(KTHM-1)
1970!
1971      DO KTH=2,KTHM1
1972        THENEWQ(KTH)=THENEWQ(KTH-1)+DTHE
1973      ENDDO
1974!
1975      Y2TQ(1   )=0.
1976      Y2TQ(KTHM)=0.
1977!
1978      CALL SPLINE(JTBQ,KTHM,THEOLDQ,TOLDQ,Y2TQ,KTHM                     &
1979     &           ,THENEWQ,TNEWQ,APTQ,AQTQ)
1980!
1981      DO KTH=1,KTHM
1982        TTBLQ(KTH,KP)=TNEWQ(KTH)
1983      ENDDO
1984!-----------------------------------------------------------------------
1985  300 CONTINUE
1986!-----------------------------------------------------------------------
1987      END SUBROUTINE BMJINIT
1988!-----------------------------------------------------------------------
1989!XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
1990!-----------------------------------------------------------------------
1991      SUBROUTINE SPLINE(JTBX,NOLD,XOLD,YOLD,Y2,NNEW,XNEW,YNEW,P,Q)
1992!   ********************************************************************
1993!   *                                                                  *
1994!   *  THIS IS A ONE-DIMENSIONAL CUBIC SPLINE FITTING ROUTINE          *
1995!   *  PROGRAMED FOR A SMALL SCALAR MACHINE.                           *
1996!   *                                                                  *
1997!   *  PROGRAMER Z. JANJIC                                             *
1998!   *                                                                  *
1999!   *  NOLD - NUMBER OF GIVEN VALUES OF THE FUNCTION.  MUST BE GE 3.   *
2000!   *  XOLD - LOCATIONS OF THE POINTS AT WHICH THE VALUES OF THE       *
2001!   *         FUNCTION ARE GIVEN.  MUST BE IN ASCENDING ORDER.         *
2002!   *  YOLD - THE GIVEN VALUES OF THE FUNCTION AT THE POINTS XOLD.     *
2003!   *  Y2   - THE SECOND DERIVATIVES AT THE POINTS XOLD.  IF NATURAL   *
2004!   *         SPLINE IS FITTED Y2(1)=0. AND Y2(NOLD)=0. MUST BE        *
2005!   *         SPECIFIED.                                               *
2006!   *  NNEW - NUMBER OF VALUES OF THE FUNCTION TO BE CALCULATED.       *
2007!   *  XNEW - LOCATIONS OF THE POINTS AT WHICH THE VALUES OF THE       *
2008!   *         FUNCTION ARE CALCULATED.  XNEW(K) MUST BE GE XOLD(1)     *
2009!   *         AND LE XOLD(NOLD).                                       *
2010!   *  YNEW - THE VALUES OF THE FUNCTION TO BE CALCULATED.             *
2011!   *  P, Q - AUXILIARY VECTORS OF THE LENGTH NOLD-2.                  *
2012!   *                                                                  *
2013!   ********************************************************************
2014!-----------------------------------------------------------------------
2015      IMPLICIT NONE
2016!-----------------------------------------------------------------------
2017      INTEGER,INTENT(IN) :: JTBX,NNEW,NOLD
2018      REAL,DIMENSION(JTBX),INTENT(IN) :: XNEW,XOLD,YOLD
2019      REAL,DIMENSION(JTBX),INTENT(INOUT) :: P,Q,Y2
2020      REAL,DIMENSION(JTBX),INTENT(OUT) :: YNEW
2021!
2022      INTEGER :: K,K1,K2,KOLD,NOLDM1
2023      REAL :: AK,BK,CK,DEN,DX,DXC,DXL,DXR,DYDXL,DYDXR                   &
2024     &       ,RDX,RTDXC,X,XK,XSQ,Y2K,Y2KP1
2025!-----------------------------------------------------------------------
2026      NOLDM1=NOLD-1
2027!
2028      DXL=XOLD(2)-XOLD(1)
2029      DXR=XOLD(3)-XOLD(2)
2030      DYDXL=(YOLD(2)-YOLD(1))/DXL
2031      DYDXR=(YOLD(3)-YOLD(2))/DXR
2032      RTDXC=0.5/(DXL+DXR)
2033!
2034      P(1)= RTDXC*(6.*(DYDXR-DYDXL)-DXL*Y2(1))
2035      Q(1)=-RTDXC*DXR
2036!
2037      IF(NOLD==3)GO TO 150
2038!-----------------------------------------------------------------------
2039      K=3
2040!
2041  100 DXL=DXR
2042      DYDXL=DYDXR
2043      DXR=XOLD(K+1)-XOLD(K)
2044      DYDXR=(YOLD(K+1)-YOLD(K))/DXR
2045      DXC=DXL+DXR
2046      DEN=1./(DXL*Q(K-2)+DXC+DXC)
2047!
2048      P(K-1)= DEN*(6.*(DYDXR-DYDXL)-DXL*P(K-2))
2049      Q(K-1)=-DEN*DXR
2050!
2051      K=K+1
2052      IF(K<NOLD)GO TO 100
2053!-----------------------------------------------------------------------
2054  150 K=NOLDM1
2055!
2056  200 Y2(K)=P(K-1)+Q(K-1)*Y2(K+1)
2057!
2058      K=K-1
2059      IF(K>1)GO TO 200
2060!-----------------------------------------------------------------------
2061      K1=1
2062!
2063  300 XK=XNEW(K1)
2064!
2065      DO 400 K2=2,NOLD
2066!
2067      IF(XOLD(K2)>XK)THEN
2068        KOLD=K2-1
2069        GO TO 450
2070      ENDIF
2071!
2072  400 CONTINUE
2073!
2074      YNEW(K1)=YOLD(NOLD)
2075      GO TO 600
2076!
2077  450 IF(K1==1)GO TO 500
2078      IF(K==KOLD)GO TO 550
2079!
2080  500 K=KOLD
2081!
2082      Y2K=Y2(K)
2083      Y2KP1=Y2(K+1)
2084      DX=XOLD(K+1)-XOLD(K)
2085      RDX=1./DX
2086!
2087      AK=.1666667*RDX*(Y2KP1-Y2K)
2088      BK=0.5*Y2K
2089      CK=RDX*(YOLD(K+1)-YOLD(K))-.1666667*DX*(Y2KP1+Y2K+Y2K)
2090!
2091  550 X=XK-XOLD(K)
2092      XSQ=X*X
2093!
2094      YNEW(K1)=AK*XSQ*X+BK*XSQ+CK*X+YOLD(K)
2095!
2096  600 K1=K1+1
2097      IF(K1<=NNEW)GO TO 300
2098!-----------------------------------------------------------------------
2099      END SUBROUTINE SPLINE
2100!-----------------------------------------------------------------------
2101!
2102      END MODULE MODULE_CU_BMJ
2103!
2104!-----------------------------------------------------------------------
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.