source: lmdz_wrf/trunk/WRFV3/phys/module_sf_gfdl.F @ 354

Last change on this file since 354 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:

  • Property svn:executable set to *
File size: 66.5 KB
Line 
1!-- XLV         latent heat of vaporization for water (J/kg)
2!
3MODULE module_sf_gfdl
4
5!real, dimension(-100:2000,-100:2000), save :: z00
6
7CONTAINS
8
9!-------------------------------------------------------------------
10   SUBROUTINE SF_GFDL(U3D,V3D,T3D,QV3D,P3D,                     &
11                     CP,ROVCP,R,XLV,PSFC,CHS,CHS2,CQS2, CPM,    &
12                     DT, SMOIS,num_soil_layers,ISLTYP,ZNT,UST,PSIM,PSIH,  &
13                     XLAND,HFX,QFX,TAUX,TAUY,LH,GSW,GLW,TSK,FLHC,FLQC,    & ! gopal's doing for Ocean coupling
14                     QGH,QSFC,U10,V10,                          &
15                     GZ1OZ0,WSPD,BR,ISFFLX,                     &
16                     EP1,EP2,KARMAN,NTSFLG,SFENTH,              &
17                     ids,ide, jds,jde, kds,kde,                 &
18                     ims,ime, jms,jme, kms,kme,                 &
19                     its,ite, jts,jte, kts,kte                  )
20!-------------------------------------------------------------------
21      USE MODULE_GFS_MACHINE, ONLY : kind_phys
22      USE MODULE_GFS_FUNCPHYS , ONLY : gfuncphys,fpvs
23      USE MODULE_GFS_PHYSCONS, grav => con_g
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!-- T3D         temperature (K)
30!-- QV3D        3D water vapor mixing ratio (Kg/Kg)
31!-- P3D         3D pressure (Pa)
32!-- DT          time step (second)
33!-- CP          heat capacity at constant pressure for dry air (J/kg/K)
34!-- ROVCP       R/CP
35!-- R           gas constant for dry air (J/kg/K)
36!-- XLV         latent heat of vaporization for water (J/kg)
37!-- PSFC        surface pressure (Pa)
38!-- ZNT         roughness length (m)
39!-- MAVAIL        surface moisture availability (between 0 and 1)
40!-- UST         u* in similarity theory (m/s)
41!-- PSIM        similarity stability function for momentum
42!-- PSIH        similarity stability function for heat
43!-- XLAND       land mask (1 for land, 2 for water)
44!-- HFX         upward heat flux at the surface (W/m^2)
45!-- QFX         upward moisture flux at the surface (kg/m^2/s)
46!-- TAUX        RHO*U**2 (Kg/m/s^2)  ! gopal's doing for Ocean coupling
47!-- TAUY        RHO*U**2 (Kg/m/s^2)  ! gopal's doing for Ocean coupling
48!-- LH          net upward latent heat flux at surface (W/m^2)
49!-- GSW         downward short wave flux at ground surface (W/m^2)
50!-- GLW         downward long wave flux at ground surface (W/m^2)
51!-- TSK         surface temperature (K)
52!-- FLHC        exchange coefficient for heat (m/s)
53!-- FLQC        exchange coefficient for moisture (m/s)
54!-- QGH         lowest-level saturated mixing ratio
55!-- U10         diagnostic 10m u wind
56!-- V10         diagnostic 10m v wind
57!-- GZ1OZ0      log(z/z0) where z0 is roughness length
58!-- WSPD        wind speed at lowest model level (m/s)
59!-- BR          bulk Richardson number in surface layer
60!-- ISFFLX      isfflx=1 for surface heat and moisture fluxes
61!-- EP1         constant for virtual temperature (R_v/R_d - 1) (dimensionless)
62!-- KARMAN      Von Karman constant
63!-- SFENTH      enthalpy flux factor 0 zot via charnock ..>0 zot enhanced>15m/s
64!-- ids         start index for i in domain
65!-- ide         end index for i in domain
66!-- jds         start index for j in domain
67!-- jde         end index for j in domain
68!-- kds         start index for k in domain
69!-- kde         end index for k in domain
70!-- ims         start index for i in memory
71!-- ime         end index for i in memory
72!-- jms         start index for j in memory
73!-- jme         end index for j in memory
74!-- kms         start index for k in memory
75!-- kme         end index for k in memory
76!-- its         start index for i in tile
77!-- ite         end index for i in tile
78!-- jts         start index for j in tile
79!-- jte         end index for j in tile
80!-- kts         start index for k in tile
81!-- kte         end index for k in tile
82!-------------------------------------------------------------------
83
84      INTEGER, INTENT(IN) ::            ids,ide, jds,jde, kds,kde,      &
85                                        ims,ime, jms,jme, kms,kme,      &
86                                        its,ite, jts,jte, kts,kte,      &
87                                        ISFFLX,NUM_SOIL_LAYERS,NTSFLG
88
89      REAL,    INTENT(IN) ::                                            &
90                                        CP,                             &
91                                        EP1,                            &
92                                        EP2,                            &
93                                        KARMAN,                         &
94                                        R,                              &
95                                        ROVCP,                          &
96                                        DT,                             &
97                                        SFENTH,                         &
98                                        XLV
99
100      REAL,    DIMENSION(ims:ime, kms:kme, jms:jme), INTENT(IN) ::      &
101                                        P3D,                            &
102                                        QV3D,                           &
103                                        T3D,                            &
104                                        U3D,                            &
105                                        V3D
106      INTEGER, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ), INTENT(IN )::   ISLTYP
107      REAL, DIMENSION( ims:ime , 1:num_soil_layers, jms:jme ), INTENT(INOUT)::   SMOIS
108
109      REAL,    DIMENSION(ims:ime, jms:jme), INTENT(IN) ::               &
110                                        PSFC,                           &
111                                        GLW,                            &
112                                        GSW,                            &
113                                        XLAND                           
114      REAL,    DIMENSION(ims:ime, jms:jme), INTENT(INOUT) ::            &
115                                        TSK,                            &
116                                        BR,                             &
117                                        CHS,                            &
118                                        CHS2,                           &
119                                        CPM,                            &
120                                        CQS2,                           &
121                                        FLHC,                           &
122                                        FLQC,                           &
123                                        GZ1OZ0,                         &
124                                        HFX,                            &
125                                        LH,                             &
126                                        PSIM,                           &
127                                        PSIH,                           &
128                                        QFX,                            &
129                                        QGH,                            &
130                                        QSFC,                           &
131                                        UST,                            &
132                                        ZNT,                            &
133                                        WSPD,                           &
134                                        TAUX,                           & ! gopal's doing for Ocean coupling
135                                        TAUY
136
137      REAL, DIMENSION(ims:ime, jms:jme), INTENT(OUT) ::                 &
138                                        U10,                            &
139                                        V10
140
141
142!--------------------------- LOCAL VARS ------------------------------
143
144      REAL ::                           ESAT,                           &
145                                        cpcgs,                          &
146                                        smc,                            &
147                                        smcdry,                         &
148                                        smcmax
149
150      REAL     (kind=kind_phys) ::                                      &
151                                        RHOX
152      REAL, DIMENSION(1:30)    ::       MAXSMC, &
153                                        DRYSMC
154      REAL     (kind=kind_phys), DIMENSION(its:ite) ::                  &
155                                        CH,                             &
156                                        CM,                             &
157                                        DDVEL,                          &
158                                        DRAIN,                          &
159                                        EP,                             &
160                                        EVAP,                           &
161                                        FH,                             &
162                                        FH2,                            &
163                                        FM,                             &
164                                        HFLX,                           &
165                                        PH,                             &
166                                        PM,                             &
167                                        PRSL1,                          &
168                                        PRSLKI,                         &
169                                        PS,                             &
170                                        Q1,                             &
171                                        Q2M,                            &
172                                        QSS,                            &
173                                        QSURF,                          &
174                                        RB,                             &
175                                        RCL,                            &
176                                        RHO1,                           &
177                                        SLIMSK,                         &
178                                        STRESS,                         &
179                                        T1,                             &
180                                        T2M,                            &
181                                        THGB,                           &
182                                        THX,                            &
183                                        TSKIN,                          &
184                                        SHELEG,                         &
185                                        U1,                             &
186                                        U10M,                           &
187                                        USTAR,                          &
188                                        V1,                             &
189                                        V10M,                           &
190                                        WIND,                           &
191                                        Z0RL,                           &
192                                        Z1                             
193
194      REAL,    DIMENSION(kms:kme, ims:ime) ::                           &
195                                        rpc,                            &
196                                        tpc,                            &
197                                        upc,                            &
198                                        vpc
199   
200     REAL,    DIMENSION(ims:ime) ::                                     &
201                                        pspc,                           &
202                                        pkmax,                          &
203                                        tstrc,                          &
204                                        zoc,                            &
205                                        wetc,                           &
206                                        slwdc,                          &
207                                        rib,                            &
208                                        zkmax,                          &
209                                        tkmax,                          &
210                                        fxmx,                           &
211                                        fxmy,                           &
212                                        cdm,                            &
213                                        fxh,                            &
214                                        fxe,                            &
215                                        xxfh,                           &
216                                        xxfh2,                          &
217                                        wind10,                         &
218                                        tjloc
219
220      INTEGER ::                                                        &
221                                        I,                              &
222                                        II,                             &
223                                        IGPVS,                          &
224                                        IM,                             &
225                                        J,                              &
226                                        K,                              &
227                                        KM
228
229
230        DATA MAXSMC/0.339, 0.421, 0.434, 0.476, 0.476, 0.439,  &
231                    0.404, 0.464, 0.465, 0.406, 0.468, 0.468,  &
232                    0.439, 1.000, 0.200, 0.421, 0.000, 0.000,  &
233                    0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000,  &
234                    0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000/
235
236        DATA DRYSMC/0.010, 0.028, 0.047, 0.084, 0.084, 0.066,     &
237                    0.067, 0.120, 0.103, 0.100, 0.126, 0.138,     &
238                    0.066, 0.000, 0.006, 0.028, 0.000, 0.000,     &
239                    0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000,     &
240                    0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000/
241      DATA IGPVS/0/
242      save igpvs
243
244
245   if(igpvs.eq.0) then
246!     call readzo(glat,glon,6,ims,ime,jms,jme,its,ite,jts,jte,z00)
247   endif
248   igpvs=1
249
250   IM=ITE-ITS+1
251   KM=KTE-KTS+1
252
253   WRITE(0,*)'WITHIN THE GFDL SCHEME, NTSFLG=1 FOR GFDL SLAB  2010 UPGRADS',NTSFLG
254
255   DO J=jts,jte
256
257      DO i=its,ite
258        DDVEL(I)=0.
259        RCL(i)=1.
260        PRSL1(i)=P3D(i,kts,j)*.001
261         wetc(i)=1.0
262         if(xland(i,j).lt.1.99) then
263         smc=smois(i,1,j)
264         smcdry=drysmc(isltyp(i,j))
265         smcmax=maxsmc(isltyp(i,j))
266         wetc(i)=(smc-smcdry)/(smcmax-smcdry)
267         wetc(i)=amin1(1.,amax1(wetc(i),0.))
268         endif 
269!       convert from Pa to cgs...
270        pspc(i)=PSFC(i,j)*10.   
271        pkmax(i)=P3D(i,kts,j)*10.
272        PS(i)=PSFC(i,j)*.001
273        Q1(I) = QV3D(i,kts,j)
274        rpc(kts,i)=QV3D(i,kts,j)
275!        QSURF(I)=QSFC(I,J)
276        QSURF(I)=0.
277        SHELEG(I)=0.
278        SLIMSK(i)=ABS(XLAND(i,j)-2.)
279        TSKIN(i)=TSK(i,j)
280        tstrc(i)=TSK(i,j)
281        T1(I) = T3D(i,kts,j)
282        tpc(kts,i)=T3D(i,kts,j)
283        U1(I) = U3D(i,kts,j)
284        upc(kts,i)=U3D(i,kts,j) * 100.
285        USTAR(I) = UST(i,j)
286        V1(I) = V3D(i,kts,j)
287        vpc(kts,i)=v3D(i,kts,j) * 100.
288        Z0RL(I) = ZNT(i,j)*100.
289        zoc(i)=ZNT(i,j)*100.
290         if(XLAND(i,j).gt.1.99)  zoc(i)=- zoc(i)
291!        Z0RL(I) = z00(i,j)*100.
292!       slwdc... GFDL downward net flux in units of cal/(cm**2/min)
293!       also divide by 10**4 to convert from /m**2 to /cm**2
294        slwdc(i)=gsw(i,j)+glw(i,j)
295        slwdc(i)=0.239*60.*slwdc(i)*1.e-4
296         tjloc(i)=float(j)
297       
298      ENDDO
299
300      DO i=its,ite
301         PRSLKI(i)=(PS(I)/PRSL1(I))**ROVCP
302         THGB(I)=TSKIN(i)*(100./PS(I))**ROVCP
303         THX(I)=T1(i)*(100./PRSL1(I))**ROVCP
304         RHO1(I)=PRSL1(I)*1000./(R*T1(I)*(1.+EP1*Q1(I)))
305         Q1(I)=Q1(I)/(1.+Q1(I))
306      ENDDO
307
308!     if(j==2)then
309!       write(0,*)'--------------------------------------------'
310!       write(0,*) 'u, v, t, r, pkmax, pspc,wetc, tjloc,zoc,tstr'
311!       write(0,*)'--------------------------------------------'
312!     endif
313
314!     do i = its,ite
315!       WRITE(0,1010)i,j,upc(kts,i),vpc(kts,i),tpc(kts,i),rpc(kts,i),     &
316!                    pkmax(i),pspc(i),wetc(i),tjloc(i),zoc(i),tstrc(i)
317!     enddo
318
319     CALL MFLUX2(  fxh,fxe,fxmx,fxmy,cdm,rib,xxfh,zoc,tstrc,   &
320                   pspc,pkmax,wetc,slwdc,tjloc,                &
321                   upc,vpc,tpc,rpc,dt,J,wind10,xxfh2,ntsflg,SFENTH,   &
322                   ids,ide, jds,jde, kds,kde,                  &
323                   ims,ime, jms,jme, kms,kme,                  &
324                   its,ite, jts,jte, kts,kte                   )
325
326!     if(j==2)then
327!       write(0,*)'--------------------------------------------'
328!       write(0,*) 'fxh, fxe, fxmx, fxmy, cdm, xxfh zoc,tstrc'
329!       write(0,*)'--------------------------------------------'
330!     endif
331
332!     do i = its,ite
333!       WRITE(0,1010)i,j,fxh(i),fxe(i),fxmx(i),fxmy(i),cdm(i),rib(i),xxfh(i),zoc(i),tstrc(i)
334!     enddo
335
3361010  format(2I4,9F11.6)
337
338
339
340!GFDL     CALL PROGTM(IM,KM,PS,U1,V1,T1,Q1,                                 &
341!GFDL             SHELEG,TSKIN,QSURF,                                   &
342!WRF              SMC,STC,DM,SOILTYP,SIGMAF,VEGTYPE,CANOPY,DLWFLX,      &
343!WRF              SLRAD,SNOWMT,DELT,                                    &
344!GFDL             Z0RL,                                                 &
345!WRF              TG3,GFLUX,F10M,                                       &
346!GFDL             U10M,V10M,T2M,Q2M,                                    &
347!WRF              ZSOIL,                                                &
348!GFDL             CM,CH,RB,                                             &
349!WRF              RHSCNPY,RHSMC,AIM,BIM,CIM,                            &
350!GFDL             RCL,PRSL1,PRSLKI,SLIMSK,                              &
351!GFDL             DRAIN,EVAP,HFLX,STRESS,EP,                            &
352!GFDL             FM,FH,USTAR,WIND,DDVEL,                               &
353!GFDL             PM,PH,FH2,QSS,Z1                                      )
354
355
356      DO i=its,ite
357!       update skin temp only when using GFDL slab...
358
359        IF(NTSFLG==1)    then
360        tsk(i,j) = tstrc(i)      ! gopal's doing
361!bugfix 4
362!       bob's doing patch tsk with neigboring values... are grid boundaries
363        if(j.eq.jde) then
364         tsk(i,j) = tsk(i,j-1)
365         endif
366
367        if(j.eq.jds) then
368         tsk(i,j) = tsk(i,j+1)
369         endif
370   
371        if(i.eq.ide) tsk(i,j) = tsk(i-1,j)
372        if(i.eq.ids) tsk(i,j) = tsk(i+1,j)
373        endif
374
375
376        znt(i,j)= 0.01*abs(zoc(i))
377        wspd(i,j) = SQRT(upc(kts,i)*upc(kts,i) + vpc(kts,i)*vpc(kts,i))
378        wspd(i,j) = amax1(wspd(i,j)    ,100.)/100.
379        u10m(i) = u1(i)*(wind10(i)/wspd(i,j))/100.
380        v10m(i) = v1(i)*(wind10(i)/wspd(i,j))/100.
381!       br     =0.0001*zfull(i,kmax)*dthv/
382!    &          (gmks*theta(i,kmax)*wspd     *wspd     )
383!       zkmax    = rgas*tpc(kmax,i)*qqlog(kmax)*og
384        zkmax(i) = -R*tpc(kts,i)*alog(pkmax(i)/pspc(i))/grav
385!------------------------------------------------------------------------
386
387        gz1oz0(i,j)=alog(zkmax(i)/znt(i,j))
388        ustar   (i)= 0.01*sqrt(cdm(i)*   &
389                   (upc(kts,i)*upc(kts,i) + vpc(kts,i)*vpc(kts,i)))
390!       convert from g/(cm*cm*sec) to kg/(m*m*sec)
391        qfx   (i,j)=-10.*fxe(i)            ! BOB: qfx   (i,1)=-10.*fxe(i)
392!       cpcgs  = 1.00464e7
393!       convert from ergs/gram/K to J/kg/K  cpmks=1004
394!       hfx   (i,1)=-0.001*cpcgs*fxh(i)
395        hfx   (i,j)=       -10.*CP*fxh(i)  ! Bob: hfx   (i,1)=       -10.*CP*fxh(i)
396        taux  (i,j)= fxmx(i)/10.    ! gopal's doing for Ocean coupling
397        tauy  (i,j)= fxmy(i)/10.    ! gopal's doing for Ocean coupling
398        fm(i)         = karman/sqrt(cdm(i))
399        fh(i)         = karman*xxfh(i)           
400        PSIM(i,j)=GZ1OZ0(i,j)-FM(i)
401        PSIH(i,j)=GZ1OZ0(i,j)-FH(i)
402        fh2(i)         = karman*xxfh2(i)           
403        ch(i)      = karman*karman/(fm(i) * fh(i))
404        cm(i)      = cdm(i)
405
406        U10(i,j)=U10M(i)
407        V10(i,j)=V10M(i)
408        BR(i,j)=rib(i)
409        CHS(I,J)=CH(I)*wspd (i,j)
410        CHS2(I,J)=USTAR(I)*KARMAN/FH2(I)
411        CPM(I,J)=CP*(1.+0.8*QV3D(i,kts,j))
412        esat = fpvs(t1(i))
413        QGH(I,J)=ep2*esat/(1000.*ps(i)-esat)
414        esat = fpvs(tskin(i))
415        qss(i) = ep2*esat/(1000.*ps(i)-esat)
416        QSFC(I,J)=qss(i)
417!       PSIH(i,j)=PH(i)
418!       PSIM(i,j)=PM(i)
419        UST(i,j)=ustar(i)
420!       wspd (i,j) = SQRT(upc(kts,i)*upc(kts,i) + vpc(kts,i)*vpc(kts,i))
421!       wspd (i,j) = amax1(wspd (i,j)        ,100.)/100.
422!       WSPD(i,j)=WIND(i)
423!       ZNT(i,j)=Z0RL(i)*.01
424      ENDDO
425
426!       write(0,*)'fm,fh,cm,ch(125)', fm(125),fh(125),cm(125),ch(125)
427
428      DO i=its,ite
429        FLHC(i,j)=CPM(I,J)*RHO1(I)*CHS(I,J)
430        FLQC(i,j)=RHO1(I)*CHS(I,J)
431!       GZ1OZ0(i,j)=LOG(Z1(I)/(Z0RL(I)*.01))
432        CQS2(i,j)=CHS2(I,J)
433      ENDDO
434
435      IF (ISFFLX.EQ.0) THEN
436        DO i=its,ite
437          HFX(i,j)=0.
438          LH(i,j)=0.
439          QFX(i,j)=0.
440        ENDDO
441      ELSE
442        DO i=its,ite
443          IF(XLAND(I,J)-1.5.GT.0.)THEN
444!           HFX(I,J)=FLHC(I,J)*(THGB(I)-THX(I))
445!           cpcgs  = 1.00464e7
446!       convert from ergs/gram/K to J/kg/K  cpmks=1004
447!           hfx   (i,j)=-0.001*cpcgs*fxh(i)
448            hfx   (i,j)=       -10.*CP*fxh(i)    !  Bob: hfx   (i,1)= -10.*CP*fxh(i)
449          ELSEIF(XLAND(I,J)-1.5.LT.0.)THEN
450!           HFX(I,J)=FLHC(I,J)*(THGB(I)-THX(I))
451!           cpcgs  = 1.00464e7
452!       convert from ergs/gram/K to J/kg/K  cpmks=1004
453!           hfx   (i,j)=-0.001*cpcgs*fxh(i)
454            hfx   (i,j)=       -10.*CP*fxh(i)    ! Bob: hfx   (i,j)=  -10.*CP*fxh(i)
455            HFX(I,J)=AMAX1(HFX(I,J),-250.)
456          ENDIF
457!         QFX(I,J)=FLQC(I,J)*(QSFC(I,J)-Q1(I))
458!       convert from g/(cm*cm*sec) to kg/(m*m*sec)
459          qfx(i,j)=-10.*fxe(i)
460          QFX(I,J)=AMAX1(QFX(I,J),0.)
461          LH(I,J)=XLV*QFX(I,J)
462        ENDDO
463      ENDIF
464!       if(j.eq.2) write(0,*) 'u3d ,ustar,cdm at end of gfdlsfcmod'
465!       write(0,*) j,(u3d(ii,1,j),ii=70,90)
466!       write(0,*) j,(ustar(ii),ii=70,90)
467!       write(0,*) j,(cdm(ii),ii=70,90)
468    if(j.eq.jds.or.j.eq.jde) then
469
470    write(0,*) "TSFC in gfdl sf mod,dt, its,ite,jts,jts", dt,its,ite,jts,jte,ids,ide,jds,jde
471    write(0,*) "TSFC",  (TSK(i,j),i=its,ite)
472    endif
473
474   ENDDO            ! FOR THE J LOOP I PRESUME
475!      if(100.ge.its.and.100.le.ite.and.100.ge.jts.and.100.le.jte) then
476!       write(0,*) 'output vars of sf_gfdl at i,j=100'
477!       write(0,*) 'TSK',TSK(100,100)                 
478!       write(0,*) 'PSFC',PSFC(100,100)
479!       write(0,*) 'GLW',GLW(100,100)
480!       write(0,*) 'GSW',GSW(100,100)
481!       write(0,*) 'XLAND',XLAND(100,100)
482!       write(0,*) 'BR',BR(100,100)
483!       write(0,*) 'CHS',CHS(100,100)
484!       write(0,*) 'CHS2',CHS2(100,100)
485!       write(0,*) 'CPM',CPM(100,100)
486!       write(0,*) 'FLHC',FLHC(100,100)
487!       write(0,*) 'FLQC',FLQC(100,100)
488!       write(0,*) 'GZ1OZ0',GZ1OZ0(100,100)
489!       write(0,*) 'HFX',HFX(100,100)
490!       write(0,*) 'LH',LH(100,100)
491!       write(0,*) 'PSIM',PSIM(100,100)
492!       write(0,*) 'PSIH',PSIH(100,100)
493!       write(0,*) 'QFX',QFX(100,100)
494!       write(0,*) 'QGH',QGH(100,100)
495!       write(0,*) 'QSFC',QSFC(100,100)
496!       write(0,*) 'UST',UST(100,100)
497!       write(0,*) 'ZNT',ZNT(100,100)
498!       write(0,*) 'wet',wet(100)
499!       write(0,*) 'smois',smois(100,1,100)
500!       write(0,*) 'WSPD',WSPD(100,100)
501!       write(0,*) 'U10',U10(100,100)
502!       write(0,*) 'V10',V10(100,100)
503!      endif
504
505
506   END SUBROUTINE SF_GFDL
507
508!-------------------------------------------------------------------
509       SUBROUTINE MFLUX2( fxh,fxe,fxmx,fxmy,cdm,rib,xxfh,zoc,tstrc,       &
510                          pspc,pkmax,wetc,slwdc,tjloc,                    &
511                          upc,vpc,tpc,rpc,dt,jfix,wind10,xxfh2,ntsflg,sfenth,    &
512                          ids,ide, jds,jde, kds,kde,                      &
513                          ims,ime, jms,jme, kms,kme,                      &
514                          its,ite, jts,jte, kts,kte                       )
515 
516!------------------------------------------------------------------------
517!
518!     MFLUX2 computes surface fluxes of momentum, heat,and moisture
519!     using monin-obukhov. the roughness length "z0" is prescribed
520!     over land and over ocean "z0" is computed using charnocks formula.
521!     the universal functions (from similarity theory approach) are
522!     those of hicks. This is Bob's doing.
523!
524!------------------------------------------------------------------------
525
526      IMPLICIT NONE
527!     use allocate_mod
528!     use module_TLDATA , ONLY : tab,table,cp,g,rgas,og
529
530!     include 'RESOLUTION.h'
531!     include 'PARAMETERS.h'
532!     include 'STDUNITS.h'     stdout
533
534!     include 'FLAGS.h'
535!     include 'BKINFO.h'        nstep
536!     include 'CONSLEV.h'
537!     include 'CONMLEV.h'
538!     include 'ESTAB.h'
539!     include 'FILEC.h'
540!     include 'FILEPC.h'
541!     include 'GDINFO.h'        ngd
542!     include 'LIMIT.h'
543!     include 'QLOGS.h'
544!     include 'TIME.h'          dt(nnst)
545!     include 'WINDD.h'
546!     include 'ZLDATA.h'        old MOBFLX?
547
548!-----------------------------------------------------------------------
549!     user interface variables
550!-----------------------------------------------------------------------
551      integer,intent(in)  :: ids,ide, jds,jde, kds,kde
552      integer,intent(in)  :: ims,ime, jms,jme, kms,kme
553      integer,intent(in)  :: its,ite, jts,jte, kts,kte
554      integer,intent(in)  :: jfix,ntsflg
555
556      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: fxh
557      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: fxe
558      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: fxmx
559      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: fxmy
560      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: cdm
561!      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: cdm2
562      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: rib
563      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: xxfh
564      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: xxfh2
565      real, intent (out), dimension (ims :ime ) :: wind10
566
567      real, intent ( inout), dimension (ims :ime ) :: zoc
568      real, intent ( inout), dimension (ims :ime ) :: tstrc
569
570      real, intent ( in)                        :: dt
571      real, intent ( in)                        :: sfenth
572      real, intent ( in), dimension (ims :ime ) :: pspc
573      real, intent ( in), dimension (ims :ime ) :: pkmax
574      real, intent ( in), dimension (ims :ime ) :: wetc
575      real, intent ( in), dimension (ims :ime ) :: slwdc
576      real, intent ( in), dimension (ims :ime ) :: tjloc
577
578      real, intent ( in), dimension (kms:kme, ims :ime ) :: upc
579      real, intent ( in), dimension (kms:kme, ims :ime ) :: vpc
580      real, intent ( in), dimension (kms:kme, ims :ime ) :: tpc
581      real, intent ( in), dimension (kms:kme, ims :ime ) :: rpc
582
583!-----------------------------------------------------------------------
584!     internal variables
585!-----------------------------------------------------------------------
586
587      integer, parameter :: icntx = 30
588
589      integer, dimension(1   :ime) :: ifz
590      integer, dimension(1   :ime) :: indx
591      integer, dimension(1   :ime) :: istb
592      integer, dimension(1   :ime) :: it
593      integer, dimension(1   :ime) :: iutb
594
595      real, dimension(1   :ime) :: aap
596      real, dimension(1   :ime) :: bq1
597      real, dimension(1   :ime) :: bq1p
598      real, dimension(1   :ime) :: delsrad
599      real, dimension(1   :ime) :: ecof
600      real, dimension(1   :ime) :: ecofp
601      real, dimension(1   :ime) :: estso
602      real, dimension(1   :ime) :: estsop
603      real, dimension(1   :ime) :: fmz1
604      real, dimension(1   :ime) :: fmz10
605      real, dimension(1   :ime) :: fmz2
606      real, dimension(1   :ime) :: fmzo1
607      real, dimension(1   :ime) :: foft
608      real, dimension(1   :ime) :: foftm
609      real, dimension(1   :ime) :: frac
610      real, dimension(1   :ime) :: land
611      real, dimension(1   :ime) :: pssp
612      real, dimension(1   :ime) :: qf
613      real, dimension(1   :ime) :: rdiff
614      real, dimension(1   :ime) :: rho
615      real, dimension(1   :ime) :: rkmaxp
616      real, dimension(1   :ime) :: rstso
617      real, dimension(1   :ime) :: rstsop
618      real, dimension(1   :ime) :: sf10
619      real, dimension(1   :ime) :: sf2
620      real, dimension(1   :ime) :: sfm
621      real, dimension(1   :ime) :: sfzo
622      real, dimension(1   :ime) :: sgzm
623      real, dimension(1   :ime) :: slwa
624      real, dimension(1   :ime) :: szeta
625      real, dimension(1   :ime) :: szetam
626      real, dimension(1   :ime) :: t1
627      real, dimension(1   :ime) :: t2
628      real, dimension(1   :ime) :: tab1
629      real, dimension(1   :ime) :: tab2
630      real, dimension(1   :ime) :: tempa1
631      real, dimension(1   :ime) :: tempa2
632      real, dimension(1   :ime) :: theta
633      real, dimension(1   :ime) :: thetap
634      real, dimension(1   :ime) :: tsg
635      real, dimension(1   :ime) :: tsm
636      real, dimension(1   :ime) :: tsp
637      real, dimension(1   :ime) :: tss
638      real, dimension(1   :ime) :: ucom
639      real, dimension(1   :ime) :: uf10
640      real, dimension(1   :ime) :: uf2
641      real, dimension(1   :ime) :: ufh
642      real, dimension(1   :ime) :: ufm
643      real, dimension(1   :ime) :: ufzo
644      real, dimension(1   :ime) :: ugzm
645      real, dimension(1   :ime) :: uzeta
646      real, dimension(1   :ime) :: uzetam
647      real, dimension(1   :ime) :: vcom
648      real, dimension(1   :ime) :: vrtkx
649      real, dimension(1   :ime) :: vrts
650      real, dimension(1   :ime) :: wind
651      real, dimension(1   :ime) :: windp
652!     real, dimension(1   :ime) :: xxfh
653      real, dimension(1   :ime) :: xxfm
654      real, dimension(1   :ime) :: xxsh
655      real, dimension(1   :ime) :: z10
656      real, dimension(1   :ime) :: z2
657      real, dimension(1   :ime) :: zeta
658      real, dimension(1   :ime) :: zkmax
659
660      real, dimension(1   :ime) :: pss
661      real, dimension(1   :ime) :: tstar
662      real, dimension(1   :ime) :: ukmax
663      real, dimension(1   :ime) :: vkmax
664      real, dimension(1   :ime) :: tkmax
665      real, dimension(1   :ime) :: rkmax
666      real, dimension(1   :ime) :: zot
667      real, dimension(1   :ime) :: fhzo1
668      real, dimension(1   :ime) :: sfh
669
670      real :: ux13, yo, y,xo,x,ux21,ugzzo,ux11,ux12,uzetao,xnum,alll
671      real :: ux1,ugz,x10,uzo,uq,ux2,ux3,xtan,xden,y10,uzet1o,ugz10
672      real :: szet2, zal2,ugz2
673      real :: rovcp,boycon,cmo2,psps1,zog,enrca,rca,cmo1,amask,en,ca,a,c
674      real :: sgz,zal10,szet10,fmz,szo,sq,fmzo,rzeta1,zal1g,szetao,rzeta2,zal2g
675      real :: hcap,xks,pith,teps,diffot,delten,alevp,psps2,alfus,nstep
676      real :: shfx,sigt4,reflect
677      real :: cor1,cor2,szetho,zal2gh,cons_p000001,cons_7,vis,ustar,restar,rat
678      real :: wndm,ckg
679      real :: yz,y1,y2,y3,y4,windmks,znott,znotm
680      integer:: i,j,ii,iq,nnest,icnt,ngd,ip
681      data amask/ -98.0/
682
683!-----------------------------------------------------------------------
684!     internal variables
685!-----------------------------------------------------------------------
686 
687      real, dimension (223) :: tab
688      real, dimension (223) :: table
689      real, dimension (101) :: tab11
690      real, dimension (41) :: table4
691      real, dimension (42) :: tab3
692      real, dimension (54) :: table2
693      real, dimension (54) :: table3
694      real, dimension (74) :: table1
695      real, dimension (80) :: tab22
696
697      equivalence (tab(1),tab11(1))
698      equivalence (tab(102),tab22(1))
699      equivalence (tab(182),tab3(1))
700      equivalence (table(1),table1(1))
701      equivalence (table(75),table2(1))
702      equivalence (table(129),table3(1))
703      equivalence (table(183),table4(1))
704
705!-----------------------------------------------------------------------
706!     tables used to obtain the vapor pressures or saturated vapor
707!     pressure
708!-----------------------------------------------------------------------
709
710      data tab11/21*0.01403,0.01719,0.02101,0.02561,0.03117,0.03784,      &
711     &.04584,.05542,.06685,.08049,.09672,.1160,.1388,.1658,.1977,.2353,   &
712     &.2796,.3316,.3925,.4638,.5472,.6444,.7577,.8894,1.042,1.220,1.425,  &
713     &1.662,1.936,2.252,2.615,3.032,3.511,4.060,4.688,5.406,6.225,7.159,  &
714     &8.223,9.432,10.80,12.36,14.13,16.12,18.38,20.92,23.80,27.03,30.67,  &
715     &34.76,39.35,44.49,50.26,56.71,63.93,71.98,80.97,90.98,102.1,114.5,  &
716     &128.3,143.6,160.6,179.4,200.2,223.3,248.8,276.9,307.9,342.1,379.8,  &
717     &421.3,466.9,517.0,572.0,632.3,698.5,770.9,850.2,937.0,1032./
718
719      data tab22/1146.6,1272.0,1408.1,1556.7,1716.9,1890.3,2077.6,2279.6  &
720     &,2496.7,2729.8,2980.0,3247.8,3534.1,3839.8,4164.8,4510.5,4876.9,    &
721     &5265.1,5675.2,6107.8,6566.2,7054.7,7575.3,8129.4,8719.2,9346.5,     &
722     &10013.,10722.,11474.,12272.,13119.,14017.,14969.,15977.,17044.,     &
723     &18173.,19367.,20630.,21964.,23373.,24861.,26430.,28086.,29831.,     &
724     &31671.,33608.,35649.,37796.,40055.,42430.,44927.,47551.,50307.,     &
725     &53200.,56236.,59422.,62762.,66264.,69934.,73777.,77802.,82015.,     &
726     &86423.,91034.,95855.,100890.,106160.,111660.,117400.,123400.,       &
727     &129650.,136170.,142980.,150070.,157460.,165160.,173180.,181530.,    &
728     &190220.,199260./
729
730      data tab3/208670.,218450.,228610.,239180.,250160.,261560.,273400.,  &
731     &285700.,298450.,311690.,325420.,339650.,354410.,369710.,385560.,    &
732     &401980.,418980.,436590.,454810.,473670.,493170.,513350.,534220.,    &
733     &555800.,578090.,601130.,624940.,649530.,674920.,701130.,728190.,    &
734     &756110.,784920.,814630.,845280.,876880.,909450.,943020.,977610.,    &
735     &1013250.,1049940.,1087740./
736
737      data table1/20*0.0,.3160e-02,.3820e-02,.4600e-02,.5560e-02,.6670e-02, &
738     & .8000e-02,.9580e-02,.1143e-01,.1364e-01,.1623e-01,.1928e-01,       &
739     &.2280e-01,.2700e-01,.3190e-01,.3760e-01,.4430e-01,.5200e-01,          &
740     &.6090e-01,.7130e-01,.8340e-01,.9720e-01,.1133e+00,.1317e-00,          &
741     &.1526e-00,.1780e-00,.2050e-00,.2370e-00,.2740e-00,.3160e-00,          &
742     &.3630e-00,.4170e-00,.4790e-00,.5490e-00,.6280e-00,.7180e-00,          &
743     &.8190e-00,.9340e-00,.1064e+01,.1209e+01,.1368e+01,.1560e+01,          &
744     &.1770e+01,.1990e+01,.2260e+01,.2540e+01,.2880e+01,.3230e+01,          &
745     &.3640e+01,.4090e+01,.4590e+01,.5140e+01,.5770e+01,.6450e+01,          &
746     &.7220e+01/
747
748      data table2/.8050e+01,.8990e+01,.1001e+02,.1112e+02,.1240e+02,      &
749     &.1380e+02,.1530e+02,.1700e+02,.1880e+02,.2080e+02,.2310e+02,        &
750     &.2550e+02,.2810e+02,.3100e+02,.3420e+02,.3770e+02,.4150e+02,        &
751     &.4560e+02,.5010e+02,.5500e+02,.6030e+02,.6620e+02,.7240e+02,        &
752     &.7930e+02,.8680e+02,.9500e+02,.1146e+03,.1254e+03,.1361e+03,        &
753     &.1486e+03,.1602e+03,.1734e+03,.1873e+03,.2020e+03,.2171e+03,        &
754     &.2331e+03,.2502e+03,.2678e+03,.2863e+03,.3057e+03,.3250e+03,        &
755     &.3457e+03,.3664e+03,.3882e+03,.4101e+03,.4326e+03,.4584e+03,        &
756     &.4885e+03,.5206e+03,.5541e+03,.5898e+03,.6273e+03,.6665e+03,        &
757     &.7090e+03/
758
759      data table3/.7520e+03,.7980e+03,.8470e+03,.8980e+03,.9520e+03,      &
760     &.1008e+04,.1067e+04,.1129e+04,.1194e+04,.1263e+04,.1334e+04,        &
761     &.1409e+04,.1488e+04,.1569e+04,.1656e+04,.1745e+04,.1840e+04,        &
762     &.1937e+04,.2041e+04,.2147e+04,.2259e+04,.2375e+04,.2497e+04,        &
763     &.2624e+04,.2756e+04,.2893e+04,.3036e+04,.3186e+04,.3340e+04,        &
764     &.3502e+04,.3670e+04,.3843e+04,.4025e+04,.4213e+04,.4408e+04,        &
765     &.4611e+04,.4821e+04,.5035e+04,.5270e+04,.5500e+04,.5740e+04,        &
766     &.6000e+04,.6250e+04,.6520e+04,.6810e+04,.7090e+04,.7390e+04,        &
767     &.7700e+04,.8020e+04,.8350e+04,.8690e+04,.9040e+04,.9410e+04,        &
768     &.9780e+04/
769
770      data table4/.1016e+05,.1057e+05,.1098e+05,.1140e+05,.1184e+05,      &
771     &.1230e+05,.1275e+05,.1324e+05,.1373e+05,.1423e+05,.1476e+05,        &
772     &.1530e+05,.1585e+05,.1642e+05,.1700e+05,.1761e+05,.1822e+05,        &
773     &.1886e+05,.1950e+05,.2018e+05,.2087e+05,.2158e+05,.2229e+05,        &
774     &.2304e+05,.2381e+05,.2459e+05,.2539e+05,.2621e+05,.2706e+05,        &
775     &.2792e+05,.2881e+05,.2971e+05,.3065e+05,.3160e+05,.3257e+05,        &
776     &.3357e+05,.3459e+05,.3564e+05,.3669e+05,.3780e+05,.0000e+00/
777!
778! spcify constants needed by MFLUX2
779!
780      real,parameter :: cp    = 1.00464e7
781      real,parameter :: g     = 980.6
782      real,parameter :: rgas  = 2.87e6
783      real,parameter :: og    = 1./g
784
785!
786!     character*10 routine
787!     routine = 'mflux2'
788!
789!------------------------------------------------------------------------
790!     set water availability constant "ecof" and land mask "land". 
791!     limit minimum wind speed to 100 cm/s
792!------------------------------------------------------------------------
793      j = IFIX(tjloc(its))
794!  constants for 10 m winds  (correction for knots
795!
796       cor1 = .120
797       cor2 = 720.
798       yz=           -0.0001344
799       y1=            3.015e-05
800       y2=            1.517e-06
801       y3=           -3.567e-08
802       y4=            2.046e-10
803
804      do i = its,ite
805        z10(i) = 1000.
806        z2 (i) =  200.
807        pss(i) = pspc(i)
808        tstar(i) = tstrc(i)
809        ukmax(i) = upc(1,i)
810        vkmax(i) = vpc(1,i)
811        tkmax(i) = tpc(1,i)
812        rkmax(i) = rpc(1,i)
813      enddo
814
815!      write(0,*)'z10,pss,tstar,u...rkmax(ite)',          &
816!          z10(ite), pss(ite),tstar(ite),ukmax(ite),        &
817!          vkmax(ite),tkmax(ite),rkmax(ite)
818
819      do i = its,ite
820        windp(i) = SQRT(ukmax(i)*ukmax(i) + vkmax(i)*vkmax(i))
821        wind (i) = amax1(windp(i),100.)
822        if (zoc(i) .LT. amask) zoc(i) = -0.0185*0.001*wind(i)*wind(i)*og
823        if (zoc(i) .GT. 0.0) then
824          ecof(i) = wetc(i)
825          land(i) = 1.0
826          zot (i) = zoc(i)
827        else
828          ecof(i) = wetc(i)
829          land(i) = 0.0
830#ifdef HWRF
831          zot (i) = zoc(i)
832!  now use 2 regime fit for znot thermal
833          windmks=wind(i)*.01
834          znott=0.2375*exp(-0.5250*windmks) + 0.0025*exp(-0.0211*windmks)
835          znott=0.01*znott
836!  go back to moon et al for below 7m/s
837          if(windmks.le. 7.)                         &
838          znott = (0.0185/9.8*(7.59e-8*wind(i)**2+   &
839                                  2.46e-4*wind(i))**2)
840! back to cgs
841          zot (i) = 100.*znott
842#else
843!         zot (i) = zoc(i)
844!  now use 2 regime fit for znot thermal
845    windmks=wind(i)*.01
846    znott=1.9551e-5  - 2.6338e-7 * windmks
847    if(windmks.le.10.) znott=0.0025542 * windmks **(-1.8023)
848    znott=amax1(1.e-6,znott)
849!  go back to moon et al for below 7m/s
850   if(windmks.le. 7.)                         &
851   znott = (0.0185/9.8*(7.59e-8*wind(i)**2+   &
852                                  2.46e-4*wind(i))**2)
853! back to cgs
854   zot (i) = 100.*znott
855#endif
856!   end of kwon correction....
857!     in hwrf, thermal znot(zot) is passed as argument zoc
858!     in hwrf, momentum znot is recalculated internally
859              zoc(i)=-(0.0185/9.8*(7.59e-8*wind(i)**2+   &
860                                  2.46e-4*wind(i))**2)*100.
861            if(wind(i).ge.1250.0)   &
862             zoc(i)=-(.000739793 * wind(i) -0.58)/10
863        if(wind(i).ge.3000.)   then
864        windmks=wind(i)*.01
865!       kwon znotm
866        znotm   = yz   +windmks*y1   +windmks**2*y2   +windmks**3*y3   +windmks**4*y4 !powell 2003
867!       back to cgs
868        zoc(i)  = 100.*znotm
869        endif
870        endif
871
872!------------------------------------------------------------------------
873!     where necessary modify zo values over ocean.
874!------------------------------------------------------------------------
875
876      enddo
877
878!------------------------------------------------------------------------
879!     define constants:
880!     a and c = constants used in evaluating universal function for
881!               stable case
882!     ca      = karmen constant
883!     cm01    = constant part of vertical integral of universal
884!               function; stable case ( 0.5 < zeta < or = 10.0)
885!     cm02    = constant part of vertical integral of universal
886!               function; stable case ( zeta > 10.0)
887!------------------------------------------------------------------------
888
889      en     = 2.
890      c      = .76
891      a      = 5.
892      ca     = .4
893      cmo1   = .5*a - 1.648
894      cmo2   = 17.193 + .5*a - 10.*c
895      boycon = .61
896        rovcp=rgas/cp
897!       write(0,*)'rgas,cp,rovcp ', rgas,cp,rovcp
898
899!     write(0,*)'--------------------------------------------------'
900!     write(0,*)'pkmax,    pspc,    theta,    zkmax,        zoc'
901!     write(0,*)'--------------------------------------------------'
902
903      do i = its,ite
904!       theta(i) = tkmax(i)*rqc9
905        theta(i) = tkmax(i)/((pkmax(i)/pspc(i))**rovcp)
906        vrtkx(i) = 1.0 + boycon*rkmax(i)
907!       zkmax(i) = rgas*tkmax(i)*qqlog(kmax)*og
908        zkmax(i) = -rgas*tkmax(i)*alog(pkmax(i)/pspc(i))*og
909!       IF(I==78)write(0,*)I,JFIX,pkmax(i),pspc(i),theta(i),zkmax(i),zoc(i)
910      enddo
911
912!        write(0,*)'pkmax,pspc ',   pkmax,pspc
913!        write(0,*)'theta, zkmax, zoc ', theta, zkmax, zoc
914
915!------------------------------------------------------------------------
916!     get saturation mixing ratios at surface
917!------------------------------------------------------------------------
918
919      do i = its,ite
920        tsg  (i) = tstar(i)
921        tab1 (i) = tstar(i) - 153.16
922        it   (i) = IFIX(tab1(i))
923        tab2 (i) = tab1(i) - FLOAT(it(i))
924        t1   (i) = tab(it(i) + 1)
925        t2   (i) = table(it(i) + 1)
926        estso(i) = t1(i) + tab2(i)*t2(i)
927         psps1 = (pss(i) - estso(i))
928          if(psps1 .EQ. 0.0)then
929           psps1 = .1
930          endif
931        rstso(i) = 0.622*estso(i)/psps1                       
932        vrts (i) = 1. + boycon*ecof(i)*rstso(i)
933      enddo
934
935!------------------------------------------------------------------------
936!     check if consideration of virtual temperature changes stability.
937!     if so, set "dthetav" to near neutral value (1.0e-4). also check
938!     for very small lapse rates; if ABS(tempa1) <1.0e-4 then
939!     tempa1=1.0e-4
940!------------------------------------------------------------------------
941
942      do i = its,ite
943        tempa1(i) = theta(i)*vrtkx(i) - tstar(i)*vrts(i)
944        tempa2(i) = tempa1(i)*(theta(i) - tstar(i))
945        if (tempa2(i) .LT. 0.) tempa1(i) = 1.0e-4
946        tab1(i) = ABS(tempa1(i))
947        if (tab1(i) .LT. 1.0e-4) tempa1(i) = 1.0e-4
948!------------------------------------------------------------------------
949!     compute bulk richardson number "rib" at each point. if "rib"
950!     exceeds 95% of critical richardson number "tab1" then "rib = tab1"
951!------------------------------------------------------------------------
952
953        rib (i) = g*zkmax(i)*tempa1(i)/                             &
954                                    (tkmax(i)*vrtkx(i)*wind(i)*wind(i))
955        tab2(i) = ABS(zoc(i))
956        tab1(i) = 0.95/(c*(1. - tab2(i)/zkmax(i)))
957        if (rib(i) .GT. tab1(i)) rib(i) = tab1(i)
958      enddo
959
960      do i = its,ite
961        zeta(i) = ca*rib(i)/0.03
962      enddo
963
964!       write(0,*)'rib,zeta,vrtkx,vrts(ite) ',  rib(ite),zeta(ite),  &
965!                     vrtkx(ite),vrts(ite)
966!------------------------------------------------------------------------
967!     begin looping through points on line, solving wegsteins iteration
968!     for zeta at each point, and using hicks functions
969!------------------------------------------------------------------------
970
971!------------------------------------------------------------------------
972!     set initial guess of zeta=non - dimensional height "szeta" for
973!     stable points
974!------------------------------------------------------------------------
975
976      rca   = 1./ca
977      enrca = en*rca
978!     turn off interfacial layer by zeroing out enrca
979      enrca = 0.0
980      zog   = .0185*og
981
982!------------------------------------------------------------------------
983!     stable points
984!------------------------------------------------------------------------
985
986      ip    = 0
987      do i = its,ite
988        if (zeta(i) .GE. 0.0) then
989          ip = ip + 1
990          istb(ip) = i
991        endif
992      enddo
993
994      if (ip .EQ. 0) go to 170
995      do i = 1,ip
996        szetam(i) = 1.0e+30
997        sgzm(i)   = 0.0e+00
998        szeta(i)  = zeta(istb(i))
999        ifz(i)    = 1
1000      enddo
1001
1002!------------------------------------------------------------------------
1003!     begin wegstein iteration for "zeta" at stable points using
1004!     hicks(1976)
1005!------------------------------------------------------------------------
1006
1007      do icnt = 1,icntx
1008        do i = 1,ip
1009          if (ifz(i) .EQ. 0) go to 80
1010          zal1g = ALOG(szeta(i))
1011          if (szeta(i) .LE. 0.5) then
1012            fmz1(i) = (zal1g + a*szeta(i))*rca
1013          else if (szeta(i) .GT. 0.5 .AND. szeta(i) .LE. 10.) then
1014            rzeta1  = 1./szeta(i)
1015            fmz1(i) = (8.*zal1g + 4.25*rzeta1 - &
1016                                          0.5*rzeta1*rzeta1 + cmo1)*rca
1017          else if (szeta(i) .GT. 10.) then
1018            fmz1(i) = (c*szeta(i) + cmo2)*rca
1019          endif
1020          szetao = ABS(zoc(istb(i)))/zkmax(istb(i))*szeta(i)
1021          zal2g  = ALOG(szetao)
1022          if (szetao .LE. 0.5) then
1023            fmzo1(i) = (zal2g + a*szetao)*rca
1024            sfzo (i) = 1. + a*szetao
1025          else if (szetao .GT. 0.5 .AND. szetao .LE. 10.) then
1026            rzeta2   = 1./szetao
1027            fmzo1(i) = (8.*zal2g + 4.25*rzeta2 - &
1028                                          0.5*rzeta2*rzeta2 + cmo1)*rca
1029            sfzo (i) = 8.0 - 4.25*rzeta2 + rzeta2*rzeta2
1030          else if (szetao .GT. 10.) then
1031            fmzo1(i) = (c*szetao + cmo2)*rca
1032            sfzo (i) = c*szetao
1033          endif
1034
1035
1036!        compute heat & moisture parts of zot.. for calculation of sfh
1037
1038          szetho = ABS(zot(istb(i)))/zkmax(istb(i))*szeta(i)
1039          zal2gh = ALOG(szetho)
1040          if (szetho .LE. 0.5) then
1041            fhzo1(i) = (zal2gh + a*szetho)*rca
1042            sfzo (i) = 1. + a*szetho
1043          else if (szetho .GT. 0.5 .AND. szetho .LE. 10.) then
1044            rzeta2   = 1./szetho
1045            fhzo1(i) = (8.*zal2gh + 4.25*rzeta2 -   &
1046                                          0.5*rzeta2*rzeta2 + cmo1)*rca
1047            sfzo (i) = 8.0 - 4.25*rzeta2 + rzeta2*rzeta2
1048          else if (szetho .GT. 10.) then
1049            fhzo1(i) = (c*szetho + cmo2)*rca
1050            sfzo (i) = c*szetho
1051          endif
1052 
1053!------------------------------------------------------------------------
1054!      compute universal function at 10 meters for diagnostic purposes
1055!------------------------------------------------------------------------
1056
1057!!!!      if (ngd .EQ. nNEST) then
1058            szet10 = ABS(z10(istb(i)))/zkmax(istb(i))*szeta(i)
1059            zal10  = ALOG(szet10)
1060            if (szet10 .LE. 0.5) then
1061              fmz10(i) = (zal10 + a*szet10)*rca
1062            else if (szet10 .GT. 0.5 .AND. szet10 .LE. 10.) then
1063              rzeta2   = 1./szet10
1064              fmz10(i) = (8.*zal10 + 4.25*rzeta2 - &
1065                                          0.5*rzeta2*rzeta2 + cmo1)*rca
1066            else if (szet10 .GT. 10.) then
1067              fmz10(i) = (c*szet10 + cmo2)*rca
1068            endif
1069            sf10(i) = fmz10(i) - fmzo1(i)
1070!          compute 2m values for diagnostics in HWRF
1071            szet2  = ABS(z2 (istb(i)))/zkmax(istb(i))*szeta(i)
1072            zal2   = ALOG(szet2 )
1073            if (szet2  .LE. 0.5) then
1074              fmz2 (i) = (zal2  + a*szet2 )*rca
1075            else if (szet2  .GT. 0.5 .AND. szet2  .LE. 2.) then
1076              rzeta2   = 1./szet2
1077              fmz2 (i) = (8.*zal2  + 4.25*rzeta2 - &
1078                                          0.5*rzeta2*rzeta2 + cmo1)*rca
1079            else if (szet2  .GT. 2.) then
1080              fmz2 (i) = (c*szet2  + cmo2)*rca
1081            endif
1082            sf2 (i) = fmz2 (i) - fmzo1(i)
1083 
1084!!!!      endif
1085          sfm(i) = fmz1(i) - fmzo1(i)
1086          sfh(i) = fmz1(i) - fhzo1(i)
1087          sgz    = ca*rib(istb(i))*sfm(i)*sfm(i)/ &
1088                                               (sfh(i) + enrca*sfzo(i))
1089          fmz    = (sgz - szeta(i))/szeta(i)
1090          fmzo   = ABS(fmz)
1091          if (fmzo .GE. 5.0e-5) then
1092            sq        = (sgz - sgzm(i))/(szeta(i) - szetam(i))
1093            if(sq .EQ. 1) then
1094             write(0,*)'NCO ERROR DIVIDE BY ZERO IN MFLUX2 (STABLE CASE)'
1095             write(0,*)'sq is 1 ',fmzo,sgz,sgzm(i),szeta(i),szetam(i)
1096            endif
1097            szetam(i) = szeta(i)
1098            szeta (i) = (sgz - szeta(i)*sq)/(1.0 - sq)
1099            sgzm  (i) = sgz
1100          else
1101            ifz(i) = 0
1102          endif
110380        continue
1104        enddo
1105      enddo
1106
1107      do i = 1,ip
1108        if (ifz(i) .GE. 1) go to 110
1109      enddo
1110
1111      go to 130
1112
1113110   continue
1114      write(6,120)
1115120   format(2X, ' NON-CONVERGENCE FOR STABLE ZETA IN ROW ')
1116!     call MPI_CLOSE(1,routine)
1117
1118!------------------------------------------------------------------------
1119!     update "zo" for ocean points.  "zo"cannot be updated within the
1120!     wegsteins iteration as the scheme (for the near neutral case)
1121!     can become unstable
1122!------------------------------------------------------------------------
1123
1124130   continue
1125      do i = 1,ip
1126        szo = zoc(istb(i))
1127        if (szo .LT. 0.0)  then
1128        wndm=wind(istb(i))*0.01
1129          if(wndm.lt.15.0) then
1130          ckg=0.0185*og
1131          else
1132!!         ckg=(0.000308*wndm+0.00925)*og
1133!!         ckg=(0.000616*wndm)*og
1134           ckg=(sfenth*(4*0.000308*wndm) + (1.-sfenth)*0.0185 )*og
1135          endif
1136
1137       szo =  - ckg*wind(istb(i))*wind(istb(i))/  &
1138                             (sfm(i)*sfm(i))
1139        cons_p000001    =    .000001
1140        cons_7          =         7.
1141        vis             =     1.4E-1
1142 
1143        ustar    = sqrt( -szo / zog)
1144        restar = -ustar * szo    / vis
1145        restar = max(restar,cons_p000001)
1146!  Rat taken from Zeng,  Zhao and Dickinson 1997
1147        rat    = 2.67 * restar ** .25 - 2.57
1148        rat    = min(rat   ,cons_7)                      !constant
1149        rat=0.
1150        zot(istb(i)) = szo   * exp(-rat)
1151         else
1152         zot(istb(i)) = zoc(istb(i))
1153        endif
1154       
1155!      in hwrf thermal znot is loaded back into the zoc array for next step
1156             zoc(istb(i)) = szo
1157      enddo
1158
1159      do i = 1,ip
1160        xxfm(istb(i)) = sfm(i)
1161        xxfh(istb(i)) = sfh(i)
1162        xxfh2(istb(i)) = sf2 (i)
1163        xxsh(istb(i)) = sfzo(i)
1164      enddo
1165
1166!------------------------------------------------------------------------
1167!     obtain wind at 10 meters for diagnostic purposes
1168!------------------------------------------------------------------------
1169
1170!!!   if (ngd .EQ. nNEST) then
1171        do i = 1,ip
1172         wind10(istb(i)) = sf10(i)*wind(istb(i))/sfm(i)
1173         wind10(istb(i)) = wind10(istb(i)) * 1.944
1174           if(wind10(istb(i)) .GT. 6000.0) then
1175       wind10(istb(i))=wind10(istb(i))+wind10(istb(i))*cor1 &
1176                        - cor2
1177           endif
1178!     the above correction done by GFDL in centi-kts!!!-change back
1179         wind10(istb(i)) = wind10(istb(i)) / 1.944
1180        enddo   
1181!!!   endif
1182!!!   if (ngd .EQ. nNEST-1 .AND. llwe .EQ. 1 ) then
1183!!!     do i = 1,ip
1184!!!       wind10c(istb(i),j) = sf10(i)*wind(istb(i))/sfm(i)
1185!!!       wind10c(istb(i),j) = wind10c(istb(i),j) * 1.944
1186!!!        if(wind10c(istb(i),j) .GT. 6000.0) then
1187!!!    wind10c(istb(i),j)=wind10c(istb(i),j)+wind10c(istb(i),j)*cor1
1188!!!  *                   - cor2
1189!!!        endif
1190!!!     enddo   
1191!!!   endif
1192
1193!------------------------------------------------------------------------
1194!     unstable points
1195!------------------------------------------------------------------------
1196
1197170   continue
1198
1199      iq = 0
1200      do i = its,ite
1201        if (zeta(i) .LT. 0.0) then
1202          iq       = iq + 1
1203          iutb(iq) = i
1204        endif
1205      enddo
1206
1207      if (iq .EQ. 0) go to 290
1208      do i = 1,iq
1209        uzeta (i) = zeta(iutb(i))
1210        ifz   (i) = 1
1211        uzetam(i) = 1.0e+30
1212        ugzm  (i) = 0.0e+00
1213      enddo
1214
1215!------------------------------------------------------------------------
1216!     begin wegstein iteration for "zeta" at unstable points using
1217!     hicks functions
1218!------------------------------------------------------------------------
1219
1220      do icnt = 1,icntx
1221        do i = 1,iq
1222          if (ifz(i) .EQ. 0) go to 200
1223          ugzzo   = ALOG(zkmax(iutb(i))/ABS(zot(iutb(i))))
1224          uzetao  = ABS(zot(iutb(i)))/zkmax(iutb(i))*uzeta(i)
1225          ux11    = 1. - 16.*uzeta(i)
1226          ux12    = 1. - 16.*uzetao
1227          y       = SQRT(ux11)
1228          yo      = SQRT(ux12)
1229          ufzo(i) = 1./yo
1230          ux13    = (1. + y)/(1. + yo)
1231          ux21    = ALOG(ux13)
1232          ufh(i)  = (ugzzo - 2.*ux21)*rca
1233!         recompute scalers for ufm in terms of mom znot... zoc
1234          ugzzo   = ALOG(zkmax(iutb(i))/ABS(zoc(iutb(i))))
1235          uzetao  = ABS(zoc(iutb(i)))/zkmax(iutb(i))*uzeta(i)
1236          ux11    = 1. - 16.*uzeta(i)
1237          ux12    = 1. - 16.*uzetao
1238          y       = SQRT(ux11)
1239          yo      = SQRT(ux12)
1240          ux13    = (1. + y)/(1. + yo)
1241          ux21    = ALOG(ux13)
1242!          ufzo(i) = 1./yo
1243          x       = SQRT(y)
1244          xo      = SQRT(yo)
1245          xnum    = (x**2 + 1.)*((x + 1.)**2)
1246          xden    = (xo**2 + 1.)*((xo + 1.)**2)
1247          xtan    = ATAN(x) - ATAN(xo)
1248          ux3     = ALOG(xnum/xden)
1249          ufm(i)  = (ugzzo - ux3 + 2.*xtan)*rca
1250!!!!      if (ngd .EQ. nNEST) then
1251
1252!------------------------------------------------------------------------
1253!     obtain ten meter winds for diagnostic purposes
1254!------------------------------------------------------------------------
1255
1256            ugz10   = ALOG(z10(iutb(i))/ABS(zoc(iutb(i))))
1257            uzet1o  = ABS(z10(iutb(i)))/zkmax(iutb(i))*uzeta(i)
1258            uzetao  = ABS(zoc(iutb(i)))/zkmax(iutb(i))*uzeta(i)
1259            ux11    = 1. - 16.*uzet1o
1260            ux12    = 1. - 16.*uzetao
1261            y       = SQRT(ux11)
1262            y10     = SQRT(ux12)
1263            ux13    = (1. + y)/(1. + y10)
1264            ux21    = ALOG(ux13)
1265            x       = SQRT(y)
1266            x10     = SQRT(y10)
1267            xnum    = (x**2 + 1.)*((x + 1.)**2)
1268            xden    = (x10**2 + 1.)*((x10 + 1.)**2)
1269            xtan    = ATAN(x) - ATAN(x10)
1270            ux3     = ALOG(xnum/xden)
1271            uf10(i) = (ugz10 - ux3 + 2.*xtan)*rca
1272
1273!   obtain 2m values for diagnostics...
1274
1275
1276          ugz2    = ALOG(z2   (iutb(i))/ABS(zoc(iutb(i))))
1277          uzet1o  = ABS(z2 (iutb(i)))/zkmax(iutb(i))*uzeta(i)
1278          uzetao  = ABS(zoc(iutb(i)))/zkmax(iutb(i))*uzeta(i)
1279          ux11    = 1. - 16.*uzet1o   
1280          ux12    = 1. - 16.*uzetao
1281          y       = SQRT(ux11)
1282          yo      = SQRT(ux12)
1283          ux13    = (1. + y)/(1. + yo)
1284          ux21    = ALOG(ux13)
1285          uf2 (i)  = (ugzzo - 2.*ux21)*rca
1286
1287
1288!!!       endif
1289          ugz = ca*rib(iutb(i))*ufm(i)*ufm(i)/(ufh(i) + enrca*ufzo(i))
1290          ux1 = (ugz - uzeta(i))/uzeta(i)
1291          ux2 = ABS(ux1)
1292          if (ux2 .GE. 5.0e-5) then
1293            uq        = (ugz - ugzm(i))/(uzeta(i) - uzetam(i))
1294            uzetam(i) = uzeta(i)
1295            if(uq .EQ. 1) then
1296             write(0,*)'NCO ERROR DIVIDE BY ZERO IN MFLUX2 (UNSTABLE CASE)'
1297             write(0,*)'uq is 1 ',ux2,ugz,ugzm(i),uzeta(i),uzetam(i)
1298            endif
1299            uzeta (i) = (ugz - uzeta(i)*uq)/(1.0 - uq)
1300            ugzm  (i) = ugz
1301          else
1302            ifz(i) = 0
1303          endif
1304200       continue
1305        enddo
1306      enddo
1307
1308
1309      do i = 1,iq
1310        if (ifz(i) .GE. 1) go to 230
1311      enddo
1312
1313      go to 250
1314
1315230   continue
1316      write(6,240)
1317240   format(2X, ' NON-CONVERGENCE FOR UNSTABLE ZETA IN ROW ')
1318!     call MPI_CLOSE(1,routine)
1319
1320!------------------------------------------------------------------------
1321!     gather unstable values
1322!------------------------------------------------------------------------
1323
1324250   continue
1325
1326!------------------------------------------------------------------------
1327!     update "zo" for ocean points.  zo cannot be updated within the
1328!     wegsteins iteration as the scheme (for the near neutral case)
1329!     can become unstable.
1330!------------------------------------------------------------------------
1331
1332      do i = 1,iq
1333        uzo = zoc(iutb(i))
1334        if (zoc(iutb(i)) .LT. 0.0)   then
1335        wndm=wind(iutb(i))*0.01
1336         if(wndm.lt.15.0) then
1337         ckg=0.0185*og
1338         else
1339!!          ckg=(0.000308*wndm+0.00925)*og                      < 
1340!!          ckg=(0.000616*wndm)*og                              < 
1341            ckg=(4*0.000308*wndm)*og
1342            ckg=(sfenth*(4*0.000308*wndm) + (1.-sfenth)*0.0185 )*og
1343         endif
1344        uzo         =-ckg*wind(iutb(i))*wind(iutb(i))/(ufm(i)*ufm(i))
1345        cons_p000001    =    .000001
1346        cons_7          =         7.
1347        vis             =     1.4E-1
1348
1349        ustar    = sqrt( -uzo / zog)
1350        restar = -ustar * uzo    / vis
1351        restar = max(restar,cons_p000001)
1352!  Rat taken from Zeng,  Zhao and Dickinson 1997
1353        rat    = 2.67 * restar ** .25 - 2.57
1354        rat    = min(rat   ,cons_7)                      !constant
1355        rat=0.0
1356        zot(iutb(i)) =  uzo   * exp(-rat)
1357         else
1358         zot(iutb(i)) = zoc(iutb(i))
1359        endif
1360!      in hwrf thermal znot is loaded back into the zoc array for next step
1361            zoc(iutb(i)) = uzo
1362      enddo
1363
1364!------------------------------------------------------------------------
1365!     obtain wind at ten meters for diagnostic purposes
1366!------------------------------------------------------------------------
1367
1368!!!   if (ngd .EQ. nNEST) then
1369        do i = 1,iq
1370          wind10(iutb(i)) = uf10(i)*wind(iutb(i))/ufm(i)
1371          wind10(iutb(i)) = wind10(iutb(i)) * 1.944
1372           if(wind10(iutb(i)) .GT. 6000.0) then
1373         wind10(iutb(i))=wind10(iutb(i))+wind10(iutb(i))*cor1 &
1374                         - cor2
1375           endif
1376 !     the above correction done by GFDL in centi-kts!!!-change back
1377          wind10(iutb(i)) = wind10(iutb(i)) / 1.944
1378        enddo   
1379!!!   endif
1380!!!   if (ngd .EQ. nNEST-1) then
1381!!!     do i = 1,iq           
1382!!!       wind10c(iutb(i),j) = uf10(i)*wind(iutb(i))/ufm(i)
1383!!!       wind10c(iutb(i),j) = wind10c(iutb(i),j) * 1.944
1384!!!        if(wind10c(iutb(i),j) .GT. 6000.0) then
1385!!!      wind10c(iutb(i),j)=wind10c(iutb(i),j)+wind10c(iutb(i),j)*cor1
1386!!!  *                    - cor2
1387!!!        endif
1388!!!     enddo   
1389!!!   endif
1390
1391      do i = 1,iq
1392        xxfm(iutb(i)) = ufm(i)
1393        xxfh(iutb(i)) = ufh(i)
1394        xxfh2(iutb(i)) = uf2 (i)
1395        xxsh(iutb(i)) = ufzo(i)
1396      enddo
1397
1398290   continue
1399
1400      do i = its,ite
1401        ucom(i) = ukmax(i)
1402        vcom(i) = vkmax(i)
1403        if (windp(i) .EQ. 0.0) then
1404          windp(i) = 100.0
1405          ucom (i) = 100.0/SQRT(2.0)
1406          vcom (i) = 100.0/SQRT(2.0)
1407        endif
1408        rho(i) = pss(i)/(rgas*(tsg(i) + enrca*(theta(i) - &
1409                tsg(i))*xxsh(i)/(xxfh(i) + enrca*xxsh(i))))
1410        bq1(i) = wind(i)*rho(i)/(xxfm(i)*(xxfh(i) + enrca*xxsh(i)))
1411      enddo
1412
1413!     do land sfc temperature prediction if ntsflg=1
1414!     ntsflg = 1                                    ! gopal's doing 
1415
1416      if (ntsflg .EQ. 0) go to 370
1417      alll = 600.
1418      xks   = 0.01
1419      hcap  = .5/2.39e-8
1420      pith  = SQRT(4.*ATAN(1.0))
1421      alfus = alll/2.39e-8
1422      teps  = 0.1
1423!     slwdc... in units of cal/min ????
1424!     slwa...  in units of ergs/sec/cm*2 
1425!     1 erg=2.39e-8 cal
1426!------------------------------------------------------------------------
1427!     pack land and sea ice points
1428!------------------------------------------------------------------------
1429
1430      ip    = 0
1431      do i = its,ite
1432        if (land(i) .EQ. 1) then
1433          ip = ip + 1
1434          indx   (ip) = i
1435!         slwa is defined as positive down....
1436          slwa   (ip) =    slwdc(i)/(2.39e-8*60.)
1437          tss    (ip) = tstar(i)
1438          thetap (ip) = theta(i)
1439          rkmaxp (ip) = rkmax(i)
1440          aap    (ip) = 5.673e-5
1441          pssp   (ip) = pss(i)
1442          ecofp  (ip) = ecof(i)
1443          estsop (ip) = estso(i)
1444          rstsop (ip) = rstso(i)
1445          bq1p   (ip) = bq1(i)
1446          bq1p   (ip) = amax1(bq1p(ip),0.1e-3)
1447          delsrad(ip) = dt   *pith/(hcap*SQRT(3600.*24.*xks))
1448        endif
1449      enddo
1450
1451!------------------------------------------------------------------------
1452!     initialize variables for first pass of iteration
1453!------------------------------------------------------------------------
1454
1455      do i = 1,ip
1456        ifz  (i) = 1
1457        tsm  (i) = tss(i)
1458        rdiff(i) = amin1(0.0,(rkmaxp(i) - rstsop(i)))
1459!!!     if (nstep .EQ. -99 .AND. ngd .GT. 1 .OR. &
1460!!!        nstep .EQ. -99 .AND. ngd .EQ. 1) then
1461
1462!!!      if (j .EQ. 1 .AND. i .EQ. 1) write(6,300)
1463300   format(2X, ' SURFACE EQUILIBRIUM CALCULATION ')
1464
1465!!        foftm(i) = thetap(i) + 1./(cp*bq1p(i))*(slwa(i) - aap(i)* &
1466!!                  tsm(i)**4 + ecofp(i)*alfus*bq1p(i)*rdiff(i))
1467!!      else
1468
1469          foftm(i) = tss(i) + delsrad(i)*(slwa(i) - aap(i)*tsm(i)**4 - &
1470           cp*bq1p(i)*(tsm(i) - thetap(i)) + ecofp(i)*alfus*bq1p(i)* &
1471           rdiff(i))
1472!!      endif
1473        tsp(i) = foftm(i)
1474      enddo
1475
1476!------------------------------------------------------------------------
1477!     do iteration to determine "tstar" at new time level
1478!------------------------------------------------------------------------
1479
1480      do icnt = 1,icntx
1481        do i = 1,ip
1482          if (ifz(i) .EQ. 0) go to 330
1483          tab1  (i) = tsp(i) - 153.16
1484          it    (i) = IFIX(tab1(i))
1485          tab2  (i) = tab1(i) - FLOAT(it(i))
1486          t1    (i) = tab(it(i) + 1)
1487          t2    (i) = table(it(i) + 1)
1488          estsop(i) = t1(i) + tab2(i)*t2(i)
1489             psps2 = (pssp(i) - estsop(i))
1490             if(psps2 .EQ. 0.0)then
1491               psps2 = .1
1492             endif
1493          rstsop(i) = 0.622*estsop(i)/psps2                 
1494          rdiff (i) = amin1(0.0,(rkmaxp(i) - rstsop(i)))
1495!!!       if (nstep .EQ. -99 .AND. ngd .GT. 1 .OR. &
1496!!!          nstep .EQ. -99 .AND. ngd .EQ. 1) then
1497!!!         foft(i) = thetap(i) + (1./(cp*bq1p(i)))*(slwa(i) - aap(i)* &
1498!!!                  tsp(i)**4 + ecofp(i)*alfus*bq1p(i)*rdiff(i))
1499!!!       else
1500            foft(i) = tss(i) + delsrad(i)*(slwa(i) - aap(i)*tsp(i)**4 - &
1501             cp*bq1p(i)*(tsp(i) - thetap(i)) + ecofp(i)*alfus*bq1p(i)* &
1502             rdiff(i))
1503!!!       endif
1504!!!       if (ngd .EQ. 1 .AND. j .EQ. 48 .AND. i .EQ. 19) then
1505!!!         reflect = slwa(i)
1506!!!         sigt4   = -aap(i)*tsp(i)**4
1507!!!         shfx    = -cp*bq1p(i)*(tsp(i) - thetap(i))
1508!!!         alevp   = ecofp(i)*alfus*bq1p(i)*rdiff(i)
1509!!!         delten  = delsrad(i)
1510!!!         diffot  = foft(i) - tss(i)
1511!!!       endif
1512          frac(i) = ABS((foft(i) - tsp(i))/tsp(i))
1513
1514!------------------------------------------------------------------------
1515!      check for convergence of all points use wegstein iteration     
1516!------------------------------------------------------------------------
1517 
1518          if (frac(i) .GE. teps) then
1519            qf   (i) = (foft(i) - foftm(i))/(tsp(i) - tsm(i))
1520            tsm  (i) = tsp(i)
1521            tsp  (i) = (foft(i) - tsp(i)*qf(i))/(1. - qf(i))
1522            foftm(i) = foft(i)
1523          else
1524            ifz(i) = 0
1525          endif
1526330       continue
1527        enddo
1528      enddo
1529
1530!------------------------------------------------------------------------
1531!     check for convergence of "t star" prediction
1532!------------------------------------------------------------------------
1533
1534      do i = 1,ip
1535        if (ifz(i) .EQ. 1) then
1536        write(6, 340) tsp(i), i, j
1537340   format(2X, ' NON-CONVERGENCE OF T* PREDICTED (T*,I,J) = ', E14.8, &
1538            2I5)
1539
1540        write(6,345) indx(i), j, tstar(indx(i)), tsp(i), ip
1541345   format(2X, ' I, J, OLD T*, NEW T*, NPTS ', 2I5, 2E14.8, I5)
1542
1543        write(6,350) reflect, sigt4, shfx, alevp, delten, diffot
1544350   format(2X, ' REFLECT, SIGT4, SHFX, ALEVP, DELTEN, DIFFOT ', &
1545            6E14.8)
1546
1547!         call MPI_CLOSE(1,routine)
1548        endif
1549      enddo
1550
1551      do i = 1,ip
1552        ii        = indx(i)
1553        tstrc(ii) = tsp (i)
1554      enddo
1555
1556!------------------------------------------------------------------------
1557!     compute fluxes  and momentum drag coef
1558!------------------------------------------------------------------------
1559
1560370   continue
1561      do i = its,ite
1562        fxh(i) = bq1(i)*(theta(i) - tsg(i))
1563        fxe(i) = ecof(i)*bq1(i)*(rkmax(i) - rstso(i))
1564        if (fxe(i) .GT. 0.0) fxe(i) = 0.0
1565        fxmx(i) = rho(i)/(xxfm(i)*xxfm(i))*wind(i)*wind(i)*ucom(i)/ &
1566                 windp(i)
1567        fxmy(i) = rho(i)/(xxfm(i)*xxfm(i))*wind(i)*wind(i)*vcom(i)/ &
1568        windp(i)
1569        cdm(i) = 1./(xxfm(i)*xxfm(i))
1570!       print *, 'i,zot,zoc,cdm,cdm2,tsg,wind', &
1571!                i, zot(i),zoc(i), cdm(i),cdm2(i), tsg(i),wind(i)
1572      enddo
1573
1574      return
1575      end subroutine MFLUX2
1576
1577  SUBROUTINE hwrfsfcinit(isn,XICE,VEGFRA,SNOW,SNOWC,CANWAT,SMSTAV,       &
1578                        SMSTOT, SFCRUNOFF,UDRUNOFF,GRDFLX,ACSNOW,       &
1579                        ACSNOM,IVGTYP,ISLTYP,TSLB,SMOIS,DZS,SFCEVP,     & !  STEMP
1580                        TMN,                                            &
1581                        num_soil_layers,                                &
1582                        allowed_to_read,                                &
1583                        ids,ide, jds,jde, kds,kde,                      &
1584                        ims,ime, jms,jme, kms,kme,                      &
1585                        its,ite, jts,jte, kts,kte                     )
1586
1587   IMPLICIT NONE
1588
1589! Arguments
1590   INTEGER,  INTENT(IN   )   ::     ids,ide, jds,jde, kds,kde,  &
1591                                    ims,ime, jms,jme, kms,kme,  &
1592                                    its,ite, jts,jte, kts,kte
1593
1594   INTEGER, INTENT(IN)       ::     num_soil_layers
1595
1596   REAL,    DIMENSION( num_soil_layers), INTENT(IN) :: DZS
1597
1598   REAL,    DIMENSION( ims:ime, num_soil_layers, jms:jme )    , &
1599            INTENT(INOUT)    ::                          SMOIS, &
1600                                                         TSLB      !STEMP
1601
1602   REAL,    DIMENSION( ims:ime, jms:jme )                     , &
1603            INTENT(INOUT)    ::                           SNOW, &
1604                                                         SNOWC, &
1605                                                        CANWAT, &
1606                                                        SMSTAV, &
1607                                                        SMSTOT, &
1608                                                     SFCRUNOFF, &
1609                                                      UDRUNOFF, &
1610                                                        SFCEVP, &
1611                                                        GRDFLX, &
1612                                                        ACSNOW, &
1613                                                          XICE, &
1614                                                        VEGFRA, &
1615                                                        TMN, &
1616                                                        ACSNOM
1617
1618   INTEGER, DIMENSION( ims:ime, jms:jme )                     , &
1619            INTENT(INOUT)    ::                         IVGTYP, &
1620                                                        ISLTYP
1621
1622!
1623
1624  INTEGER, INTENT(IN) :: isn
1625  LOGICAL, INTENT(IN) :: allowed_to_read
1626! Local
1627  INTEGER             :: iseason
1628  INTEGER :: icm,jcm,itf,jtf
1629  INTEGER ::  I,J,L
1630
1631
1632   itf=min0(ite,ide-1)
1633   jtf=min0(jte,jde-1)
1634
1635   icm = ide/2
1636   jcm = jde/2
1637
1638   iseason=isn
1639
1640   DO J=jts,jtf
1641       DO I=its,itf
1642!      SNOW(i,j)=0.
1643       SNOWC(i,j)=0.
1644!      SMSTAV(i,j)=
1645!      SMSTOT(i,j)=
1646!      SFCRUNOFF(i,j)=
1647!      UDRUNOFF(i,j)=
1648!      GRDFLX(i,j)=
1649!      ACSNOW(i,j)=
1650!      ACSNOM(i,j)=
1651    ENDDO
1652   ENDDO
1653
1654  END SUBROUTINE hwrfsfcinit
1655
1656END MODULE module_sf_gfdl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.