source: trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/deposition.F @ 1242

Last change on this file since 1242 was 1226, checked in by aslmd, 11 years ago

LMDZ.MARS : Replaced comcstfi and planete includes by modules.

File size: 6.0 KB
Line 
1      subroutine deposition(ngrid, nlayer, nq,
2     &                      ig, ig_vl1, pplay, pplev, zzlay, zzlev,
3     $                      zu, zv, zt, zycol, ptimestep, co2ice)
4cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
5c
6c     dry deposition of chemical species
7c
8cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
9c
10      use surfdat_h, only: z0 ! surface roughness
11      use conc_mod, only: rnew ! specific gas constant
12      implicit none
13c
14!#include "dimensions.h"
15!#include "dimphys.h"
16!#include "chimiedata.h"
17!#include "conc.h"
18!#include "surfdat.h"
19c
20c     input
21c
22      integer,intent(in) :: ngrid ! number of atmospheric columns
23      integer,intent(in) :: nlayer ! number of atmospheric layers
24      integer,intent(in) :: nq ! number of tracers
25      integer ig                     ! grid point index
26      integer ig_vl1                 ! viking 1 grid point
27      real    pplay(ngrid,nlayer)    ! pressure at the middle of the layers (pa)
28      real    pplev(ngrid,nlayer+1)  ! pressure at layer boundaries (pa)
29      real    zzlay(ngrid,nlayer)    ! altitude at the middle of the layers (m)
30      real    zzlev(ngrid,nlayer+1)  ! altitude at layer boundaries (m)
31      real    zu(ngrid,nlayer)       ! u component of the wind (m.s-1)
32      real    zv(ngrid,nlayer)       ! v component of the wind (m.s-1)
33      real    zt(ngrid,nlayer)       ! temperature (k)
34      real    zycol(nlayer,nq)       ! composition (volume mixing ratio)
35      real    ptimestep              ! physical timestep (s)
36      real    co2ice(ngrid)          ! co2 ice surface layer (kg.m-2)
37c
38c     local
39c
40      real    ubar                       ! wind module (m.s-1)
41      real    ustar                      ! friction velocity (m.s-1)
42      real    karman                     ! von karman constant
43      real    ra                         ! aerodynamic resistance (s.m-1)
44      real    rb                         ! quasi-laminar layer resistance (s.m-1)
45      real    vd                         ! dry deposition velocity (cm.s-1)
46      real    deltaz                     ! thickness of first layer (m)
47      real    mu0                        ! dynamic viscosity of co2 at 293.15 k (pa.s)
48      real    mu                         ! dynamic viscosity of co2 (pa.s)
49      real    nu                         ! kinematic viscosity of co2 (cm2.s-1)
50      real    rho                        ! density
51      real    d                          ! molecular diffusivity of methane (cm2.s-1)
52      real    schmidt                    ! schmidt number
53      real    prandtl                    ! prandtl number
54      real    p0                         ! reference pressure (pa)
55      real    loss                       ! loss rate (s-1)                       
56      integer iq
57c
58      real    nuch4
59      real    tau
60      real    gravity
61      real    gam
62      real    dp
63      real    cd
64c
65      data    karman / 0.4 /
66      data    prandtl / 0.72 /
67      data    mu0 / 14.8e-6 /
68      data    p0 /1.e5/
69c
70c     deposition is only active on surface uncovered by ice
71c
72c     if ((.not. watercaptag(ig)) .and. (co2ice(ig) .eq. 0.)) then
73c
74c        wind module (m.s-1)
75c
76         ubar = (zu(ig,1)**2. + zv(ig,1)**2.)**0.5
77c
78c        friction velocity (m.s-1)
79c
80         ustar = ubar*karman/log(zzlay(ig,1)/z0(ig))
81c
82c        aerodynamic resistance (s.m-1)
83c
84         ra = 1./(karman*ustar)*log(zzlay(ig,1)/z0(ig))
85c
86c        molecular diffusivity of methane in *air*  (cm2.s-1)
87c        massman, atmospheric environment, 32, 1111-1127, 1998
88c
89         d = 0.1952*(p0/pplay(ig,1))*(zt(ig,1)/273.15)**1.81
90c
91c        dynamic viscosity: temperature dependance (pa.s)
92c        sutherland's formula
93c
94         mu = mu0*(293.15 + 240.)/(zt(ig,1) + 240.)
95     $           *(zt(ig,1)/293.15)**(3./2.)
96c
97c        density (kg.m-3)
98c
99         rho = pplay(ig,1)/(rnew(ig,1)*zt(ig,1))
100c
101c        kinematic viscosity (cm2.s-1)
102c
103         nu = mu/rho*1.e4
104c
105c        schmidt number
106c
107         schmidt = nu/d
108c
109c        quasi-laminar layer resistance (s.m-1)
110c
111         rb = (2./(karman*ustar))*(schmidt/prandtl)**2./3.
112c
113c        dry deposition velocity (m.s-1)
114c
115         vd = 1./(ra + rb)
116c
117c        thickness of first layer (m)
118c
119         deltaz = zzlev(ig,2) - zzlev(ig,1)
120c
121c        loss rate (s-1)
122c
123         loss = vd/deltaz
124c
125c        test
126c
127c        loss = 1./(3600.*6.)
128c        vd = loss*deltaz
129c
130         nuch4 = sqrt(8.*8.31*zt(ig,1)
131     $                /(3.1416*16.e-3))
132         tau = 6.*3600.
133         gravity = 3.7
134         dp = pplev(ig,1) - pplev(ig,2)
135         cd = (karman/log(zzlay(ig,1)/z0(ig)))**2.
136c
137         gam = (4./nuch4)*dp
138     $        /(tau*gravity*rho - 1./(cd*ubar))
139c
140c        methane index
141c
142         iq = 12
143c
144c        update methane in first layer
145c
146c        zycol(1,iq) = zycol(1,iq)*exp(-loss*ptimestep)
147c
148         if (ig .eq. ig_vl1) then
149            print*,'**** deposition ****'
150            print*,'z0     = ', z0(ig), 'm'
151            print*,'deltaz = ', deltaz, ' m'
152            print*,'deltap = ', dp, 'pa'
153            print*,'zzlay  = ', zzlay(ig, 1), ' m'
154            print*,'pplay  = ', pplay(ig, 1), ' pa'
155            print*,'t      = ', zt(ig,1), ' k'
156            print*,'u      = ', zu(ig,1), ' m.s-1'
157            print*,'v      = ', zv(ig,1), ' m.s-1'
158            print*,'rho    = ', rho, ' kg.m-3'
159            print*,'ubar   = ', ubar, ' m.s-1'
160            print*,'d      = ', d, ' cm2.s-1'
161            print*,'mu     = ', mu, ' pa.s'
162            print*,'nu     = ', nu, ' cm2.s-1'
163            print*,'schmi  = ', schmidt
164            print*,'Ra     = ', ra, ' s.m-1'
165            print*,'Rb     = ', rb, ' s.m-1'
166            print*,'vd     = ', vd*100., 'cm.s-1'
167            print*,'tau dep= ', 1./loss, 's'
168            print*,'R      = ', rnew(ig,1)
169            print*,'nuch4  = ', nuch4, 'm.s-1'
170            print*,'tau    = ', tau, ' s'
171            print*,'gamma  = ', gam
172            print*,'taugrho= ',tau*gravity*rho
173            print*,'1surcdu= ', 1./(cd*ubar)
174
175            print*,'********************'
176         end if
177c
178c     end if
179c
180      return
181      end
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.