| 1 | ! |
|---|
| 2 | ! |
|---|
| 3 | ! |
|---|
| 4 | SUBROUTINE thermcell_height(ngrid,nlay,lmin,linter,lmix,zw2, & |
|---|
| 5 | zlev,lmax,zmax,zmix,wmax,f_star) |
|---|
| 6 | |
|---|
| 7 | |
|---|
| 8 | !=============================================================================== |
|---|
| 9 | ! Purpose: calcul des caracteristiques du thermique: zmax,wmax,zmix |
|---|
| 10 | !=============================================================================== |
|---|
| 11 | |
|---|
| 12 | USE thermcell_mod |
|---|
| 13 | USE print_control_mod, ONLY: prt_level |
|---|
| 14 | |
|---|
| 15 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 16 | |
|---|
| 17 | |
|---|
| 18 | !=============================================================================== |
|---|
| 19 | ! Declaration |
|---|
| 20 | !=============================================================================== |
|---|
| 21 | |
|---|
| 22 | ! Inputs: |
|---|
| 23 | ! ------- |
|---|
| 24 | |
|---|
| 25 | INTEGER ngrid, nlay |
|---|
| 26 | INTEGER lmin(ngrid) |
|---|
| 27 | |
|---|
| 28 | REAL zlev(ngrid,nlay+1) |
|---|
| 29 | REAL f_star(ngrid,nlay+1) |
|---|
| 30 | |
|---|
| 31 | ! Outputs: |
|---|
| 32 | ! -------- |
|---|
| 33 | |
|---|
| 34 | INTEGER lmix(ngrid) |
|---|
| 35 | INTEGER lmax(ngrid) |
|---|
| 36 | |
|---|
| 37 | REAL linter(ngrid) |
|---|
| 38 | REAL zmax(ngrid) ! maximal vertical speed |
|---|
| 39 | REAL zmix(ngrid) ! altitude of maximal vertical speed |
|---|
| 40 | REAL wmax(ngrid) ! maximal vertical speed |
|---|
| 41 | REAL zw2(ngrid,nlay+1) ! square vertical speed (becomes its squere root) |
|---|
| 42 | |
|---|
| 43 | ! Local: |
|---|
| 44 | ! ------ |
|---|
| 45 | |
|---|
| 46 | INTEGER ig, l |
|---|
| 47 | |
|---|
| 48 | REAL num(ngrid) |
|---|
| 49 | REAL denom(ngrid) |
|---|
| 50 | REAL zlevinter(ngrid) |
|---|
| 51 | REAL zlev2(ngrid,nlay+1) |
|---|
| 52 | |
|---|
| 53 | !=============================================================================== |
|---|
| 54 | ! Initialization |
|---|
| 55 | !=============================================================================== |
|---|
| 56 | |
|---|
| 57 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 58 | lmax(ig) = lmin(ig) |
|---|
| 59 | lmix(ig) = lmin(ig) |
|---|
| 60 | ENDDO |
|---|
| 61 | |
|---|
| 62 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 63 | wmax(ig) = 0. |
|---|
| 64 | ENDDO |
|---|
| 65 | |
|---|
| 66 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 67 | zmax(ig) = 0. |
|---|
| 68 | zlevinter(ig) = zlev(ig,1) |
|---|
| 69 | ENDDO |
|---|
| 70 | |
|---|
| 71 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 72 | zlev2(ig,:) = zlev(ig,:) - zlev(ig,lmin(ig)) |
|---|
| 73 | ENDDO |
|---|
| 74 | |
|---|
| 75 | !=============================================================================== |
|---|
| 76 | ! Calcul de la hauteur max du thermique |
|---|
| 77 | !=============================================================================== |
|---|
| 78 | |
|---|
| 79 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 80 | ! Calcul de lmax |
|---|
| 81 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 82 | |
|---|
| 83 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 84 | DO l=nlay,lmin(ig)+1,-1 |
|---|
| 85 | IF (zw2(ig,l).le.0..or.f_star(ig,l).le.0.) THEN |
|---|
| 86 | lmax(ig) = l - 1 |
|---|
| 87 | ENDIF |
|---|
| 88 | ENDDO |
|---|
| 89 | ENDDO |
|---|
| 90 | |
|---|
| 91 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 92 | ! On traite le cas particulier qu'il faudrait eviter ou le thermique |
|---|
| 93 | ! atteind le haut du modele ... |
|---|
| 94 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 95 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 96 | IF (zw2(ig,nlay).gt.0.) THEN |
|---|
| 97 | print *, 'WARNING: a thermal plume reaches the highest layer!' |
|---|
| 98 | print *, 'ig,l', ig, nlay |
|---|
| 99 | print *, 'zw2', zw2(ig,nlay) |
|---|
| 100 | lmax(ig) = nlay |
|---|
| 101 | ENDIF |
|---|
| 102 | ENDDO |
|---|
| 103 | |
|---|
| 104 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 105 | ! Calcul de zmax continu via le linter |
|---|
| 106 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 107 | |
|---|
| 108 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 109 | ! AB : lmin=lmax means the plume is not active and then zw2=0 at each level. |
|---|
| 110 | ! Otherwise we have lmax>lmin. |
|---|
| 111 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 112 | |
|---|
| 113 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 114 | l = lmax(ig) |
|---|
| 115 | |
|---|
| 116 | IF (l==lmin(ig)) THEN |
|---|
| 117 | linter(ig) = l |
|---|
| 118 | ELSE |
|---|
| 119 | linter(ig) = l - zw2(ig,l) / (zw2(ig,l+1) - zw2(ig,l)) |
|---|
| 120 | ENDIF |
|---|
| 121 | ENDDO |
|---|
| 122 | |
|---|
| 123 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 124 | ! AB : zmax is now equal to zlevinter-zlev(lmin) because lmin can be different |
|---|
| 125 | ! from 1. |
|---|
| 126 | ! We have to substract this level because zmax must be the plume height (to |
|---|
| 127 | ! derive the good closure), not the plume highest altitude. |
|---|
| 128 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 129 | |
|---|
| 130 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 131 | zlevinter(ig) = (zlev(ig,lmax(ig)+1)-zlev(ig,lmax(ig)))*linter(ig) & |
|---|
| 132 | & + zlev(ig,lmax(ig))-lmax(ig)*(zlev(ig,lmax(ig)+1) & |
|---|
| 133 | & - zlev(ig,lmax(ig))) |
|---|
| 134 | zmax(ig) = max(zmax(ig), zlevinter(ig) - zlev(ig,lmin(ig))) |
|---|
| 135 | ENDDO |
|---|
| 136 | |
|---|
| 137 | !=============================================================================== |
|---|
| 138 | ! Calcul de wmax et du niveau d'inversion. |
|---|
| 139 | !=============================================================================== |
|---|
| 140 | |
|---|
| 141 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 142 | ! Calcul de lmix et wmax |
|---|
| 143 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 144 | |
|---|
| 145 | DO l=1,nlay |
|---|
| 146 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 147 | IF(l.le.lmax(ig) .and. l.gt.lmin(ig)) THEN |
|---|
| 148 | IF (zw2(ig,l).lt.0.) THEN |
|---|
| 149 | print *, 'ERROR: zw2 has negative value(s)!' |
|---|
| 150 | print *, 'ig,l', ig, l |
|---|
| 151 | print *, 'zw2', zw2(ig,l) |
|---|
| 152 | CALL abort |
|---|
| 153 | ENDIF |
|---|
| 154 | |
|---|
| 155 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 156 | ! AB : WARNING zw2 becomes its square root! |
|---|
| 157 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 158 | zw2(ig,l) = sqrt(zw2(ig,l)) |
|---|
| 159 | |
|---|
| 160 | IF (zw2(ig,l).gt.wmax(ig)) THEN |
|---|
| 161 | wmax(ig) = zw2(ig,l) |
|---|
| 162 | lmix(ig) = l |
|---|
| 163 | ENDIF |
|---|
| 164 | ELSE |
|---|
| 165 | zw2(ig,l) = 0. |
|---|
| 166 | ENDIF |
|---|
| 167 | ENDDO |
|---|
| 168 | ENDDO |
|---|
| 169 | |
|---|
| 170 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 171 | ! Calcul de zmix continu (profil parabolique des vitesses) |
|---|
| 172 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 173 | |
|---|
| 174 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 175 | ! AB : We substract zlev(lmin) in zmix formula because we have to |
|---|
| 176 | ! compare it with zmax which is zlev(linter)-zlev(lmin). |
|---|
| 177 | !~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 178 | |
|---|
| 179 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 180 | IF (lmix(ig).gt.lmin(ig)) THEN |
|---|
| 181 | IF (((zw2(ig,lmix(ig)-1)-zw2(ig,lmix(ig))) & |
|---|
| 182 | & *((zlev(ig,lmix(ig)))-(zlev(ig,lmix(ig)+1))) & |
|---|
| 183 | & -(zw2(ig,lmix(ig))-zw2(ig,lmix(ig)+1)) & |
|---|
| 184 | & *((zlev(ig,lmix(ig)-1))-(zlev(ig,lmix(ig))))).gt.1e-10) & |
|---|
| 185 | & THEN |
|---|
| 186 | zmix(ig) = ((zw2(ig,lmix(ig)-1)-zw2(ig,lmix(ig))) & |
|---|
| 187 | & *((zlev(ig,lmix(ig)))**2-(zlev(ig,lmix(ig)+1))**2) & |
|---|
| 188 | & -(zw2(ig,lmix(ig))-zw2(ig,lmix(ig)+1)) & |
|---|
| 189 | & *((zlev(ig,lmix(ig)-1))**2-(zlev(ig,lmix(ig)))**2)) & |
|---|
| 190 | & /(2.*((zw2(ig,lmix(ig)-1)-zw2(ig,lmix(ig))) & |
|---|
| 191 | & *((zlev(ig,lmix(ig)))-(zlev(ig,lmix(ig)+1))) & |
|---|
| 192 | & -(zw2(ig,lmix(ig))-zw2(ig,lmix(ig)+1)) & |
|---|
| 193 | & *((zlev(ig,lmix(ig)-1))-(zlev(ig,lmix(ig)))))) & |
|---|
| 194 | & - zlev(ig,lmin(ig)) |
|---|
| 195 | ELSE |
|---|
| 196 | zmix(ig) = zlev(ig,lmix(ig)) - zlev(ig,lmin(ig)) |
|---|
| 197 | print *, 'WARNING: problematic zmix value!' |
|---|
| 198 | ENDIF |
|---|
| 199 | ELSE |
|---|
| 200 | zmix(ig) = 0. |
|---|
| 201 | ENDIF |
|---|
| 202 | ENDDO |
|---|
| 203 | |
|---|
| 204 | !=============================================================================== |
|---|
| 205 | ! Verification zmax > zmix |
|---|
| 206 | !=============================================================================== |
|---|
| 207 | |
|---|
| 208 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 209 | IF ((zmax(ig)-zmix(ig)).lt.0.) THEN |
|---|
| 210 | zmix(ig) = 0.9 * zmax(ig) |
|---|
| 211 | print *, 'WARNING: we have zmix > zmax!' |
|---|
| 212 | print *, 'zmax,zmix', zmax(ig), zmix(ig) |
|---|
| 213 | ENDIF |
|---|
| 214 | ENDDO |
|---|
| 215 | |
|---|
| 216 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 217 | ! Calcul du nouveau lmix correspondant |
|---|
| 218 | !------------------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 219 | |
|---|
| 220 | DO ig=1,ngrid |
|---|
| 221 | DO l=1,nlay |
|---|
| 222 | IF (zmix(ig).ge.zlev2(ig,l).and.zmix(ig).lt.zlev2(ig,l+1)) THEN |
|---|
| 223 | lmix(ig) = l |
|---|
| 224 | ENDIF |
|---|
| 225 | ENDDO |
|---|
| 226 | ENDDO |
|---|
| 227 | |
|---|
| 228 | |
|---|
| 229 | RETURN |
|---|
| 230 | END |
|---|