1 | ! |
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2 | ! |
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3 | ! |
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4 | SUBROUTINE thermcell_dq(ngrid,nlay,ptimestep,fm,entr,detr,masse, & |
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5 | q,dq,qa,lmin) |
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6 | |
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7 | |
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8 | !=============================================================================== |
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9 | ! Purpose: Calcul du transport verticale dans la couche limite en presence de |
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10 | ! "thermiques" explicitement representes |
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11 | ! Calcul du dq/dt une fois qu'on connait les ascendances |
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12 | ! |
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13 | ! Modif 2013/01/04 (FH hourdin@lmd.jussieu.fr) |
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14 | ! Introduction of an implicit computation of vertical advection in the environ- |
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15 | ! ment of thermal plumes in thermcell_dq |
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16 | ! |
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17 | ! Modif 2019/04 (AB alexandre.boissinot@lmd.jussieu.fr) |
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18 | ! dqimpl = 1 : implicit scheme |
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19 | ! dqimpl = 0 : explicit scheme |
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20 | ! |
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21 | !=============================================================================== |
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22 | |
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23 | USE print_control_mod, ONLY: prt_level |
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24 | USe thermcell_mod, ONLY: dqimpl |
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25 | |
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26 | IMPLICIT NONE |
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27 | |
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28 | |
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29 | !=============================================================================== |
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30 | ! Declaration |
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31 | !=============================================================================== |
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32 | |
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33 | ! Inputs: |
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34 | ! ------- |
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35 | |
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36 | INTEGER ngrid, nlay |
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37 | INTEGER lmin(ngrid) |
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38 | |
---|
39 | REAL ptimestep |
---|
40 | REAL masse(ngrid,nlay) |
---|
41 | REAL fm(ngrid,nlay+1) |
---|
42 | REAL entr(ngrid,nlay) |
---|
43 | REAL detr(ngrid,nlay) |
---|
44 | REAL q(ngrid,nlay) |
---|
45 | |
---|
46 | ! Outputs: |
---|
47 | ! -------- |
---|
48 | |
---|
49 | REAL dq(ngrid,nlay) |
---|
50 | REAL qa(ngrid,nlay) |
---|
51 | |
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52 | ! Local: |
---|
53 | ! ------ |
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54 | |
---|
55 | INTEGER ig, l |
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56 | INTEGER niter, iter |
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57 | |
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58 | REAL cfl |
---|
59 | REAL qold(ngrid,nlay) |
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60 | REAL fqa(ngrid,nlay+1) |
---|
61 | REAL wqd(ngrid,nlay+1) |
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62 | REAL zzm |
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63 | |
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64 | !=============================================================================== |
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65 | ! Initialization |
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66 | !=============================================================================== |
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67 | |
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68 | qold(:,:) = q(:,:) |
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69 | |
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70 | !=============================================================================== |
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71 | ! Tracer variation computation |
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72 | !=============================================================================== |
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73 | |
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74 | !------------------------------------------------------------------------------- |
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75 | ! CFL criterion computation for advection in downdraft |
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76 | !------------------------------------------------------------------------------- |
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77 | |
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78 | cfl = 0. |
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79 | |
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80 | DO l=1,nlay |
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81 | DO ig=1,ngrid |
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82 | zzm = masse(ig,l) / ptimestep |
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83 | cfl = max(cfl, fm(ig,l) / zzm) |
---|
84 | |
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85 | IF (entr(ig,l).gt.zzm) THEN |
---|
86 | print *, 'ERROR: entrainment is greater than the layer mass!' |
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87 | print *, 'ig,l,entr', ig, l, entr(ig,l) |
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88 | print *, '-------------------------------' |
---|
89 | print *, 'entr*dt,mass', entr(ig,l)*ptimestep, masse(ig,l) |
---|
90 | print *, '-------------------------------' |
---|
91 | print *, 'fm+', fm(ig,l+1) |
---|
92 | print *, 'entr,detr', entr(ig,l), detr(ig,l) |
---|
93 | print *, 'fm ', fm(ig,l) |
---|
94 | print *, 'entr,detr', entr(ig,l-1), detr(ig,l-1) |
---|
95 | print *, 'fm-', fm(ig,l-1) |
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96 | CALL abort |
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97 | ENDIF |
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98 | ENDDO |
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99 | ENDDO |
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100 | |
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101 | !------------------------------------------------------------------------------- |
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102 | ! Computation of tracer concentrations in the ascending plume |
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103 | !------------------------------------------------------------------------------- |
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104 | |
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105 | DO ig=1,ngrid |
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106 | DO l=1,lmin(ig) |
---|
107 | qa(ig,l) = q(ig,l) |
---|
108 | ENDDO |
---|
109 | ENDDO |
---|
110 | |
---|
111 | DO ig=1,ngrid |
---|
112 | DO l=lmin(ig)+1,nlay |
---|
113 | IF ((fm(ig,l+1)+detr(ig,l))*ptimestep.gt.1.e-6*masse(ig,l)) THEN |
---|
114 | qa(ig,l) = (fm(ig,l) * qa(ig,l-1) + entr(ig,l) * q(ig,l)) & |
---|
115 | & / (fm(ig,l+1) + detr(ig,l)) |
---|
116 | ELSE |
---|
117 | qa(ig,l) = q(ig,l) |
---|
118 | ENDIF |
---|
119 | |
---|
120 | ! IF (qa(ig,l).lt.0.) THEN |
---|
121 | ! print *, 'WARNING: qa is negative!' |
---|
122 | ! print *, 'qa', qa(ig,l) |
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123 | ! ENDIF |
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124 | |
---|
125 | ! IF (q(ig,l).lt.0.) THEN |
---|
126 | ! print *, 'WARNING: q is negative!' |
---|
127 | ! print *, 'q', q(ig,l) |
---|
128 | ! ENDIF |
---|
129 | ENDDO |
---|
130 | ENDDO |
---|
131 | |
---|
132 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
133 | ! Plume vertical flux of tracer |
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134 | !------------------------------------------------------------------------------- |
---|
135 | |
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136 | DO l=2,nlay-1 |
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137 | fqa(:,l) = fm(:,l) * qa(:,l-1) |
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138 | ENDDO |
---|
139 | |
---|
140 | fqa(:,1) = 0. |
---|
141 | fqa(:,nlay) = 0. |
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142 | |
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143 | !------------------------------------------------------------------------------- |
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144 | ! Trace species evolution |
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145 | !------------------------------------------------------------------------------- |
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146 | |
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147 | IF (dqimpl==0) THEN |
---|
148 | DO l=1,nlay-1 |
---|
149 | q(:,l) = q(:,l) + (fqa(:,l) - fqa(:,l+1) - fm(:,l) * q(:,l) & |
---|
150 | & + fm(:,l+1) * q(:,l+1)) * ptimestep / masse(:,l) |
---|
151 | ENDDO |
---|
152 | ELSEIF (dqimpl==1) THEN |
---|
153 | DO l=nlay-1,1,-1 |
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154 | q(:,l) = ( q(:,l) + ptimestep / masse(:,l) & |
---|
155 | & * ( fqa(:,l) - fqa(:,l+1) + fm(:,l+1) * q(:,l+1) ) ) & |
---|
156 | & / ( 1. + fm(:,l) * ptimestep / masse(:,l) ) |
---|
157 | ENDDO |
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158 | ELSE |
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159 | print *, 'ERROR: No corresponding scheme for mixing computations!' |
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160 | print *, ' dqimpl must be equal to 1, 0 or -1 but' |
---|
161 | print *, 'dqimpl =', dqimpl |
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162 | call abort |
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163 | ENDIF |
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164 | |
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165 | !=============================================================================== |
---|
166 | ! Tendencies |
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167 | !=============================================================================== |
---|
168 | |
---|
169 | DO l=1,nlay |
---|
170 | DO ig=1,ngrid |
---|
171 | dq(ig,l) = (q(ig,l) - qold(ig,l)) / ptimestep |
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172 | q(ig,l) = qold(ig,l) |
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173 | ENDDO |
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174 | ENDDO |
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175 | |
---|
176 | |
---|
177 | RETURN |
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178 | END |
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