source: trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/jthermcalc_util.F @ 3493

Last change on this file since 3493 was 3464, checked in by emillour, 2 months ago

Mars PCM:
Some tidying in aeronomars:

  • make a jthermcalc_util.F to contain utility routines (used by jthermcal & jthermcalc_e107). Also add the possibility (turned off by default) in the interfast routine to do extra sanity checks.
  • turn chemthermos, euvheat, hrtherm, jthermcalc, jthermcalc_e107, paramphoto_compact and photochemistry into modules.

EM

File size: 28.8 KB
Line 
1      module jthermcalc_util
2     
3      implicit none
4     
5      contains
6
7c**********************************************************************
8c**********************************************************************
9
10      subroutine column(ig,nlayer,chemthermod,rm,nesptherm,tx,iz,zenit,
11     $     co2colx,o2colx,o3pcolx,h2colx,h2ocolx,h2o2colx,o3colx,
12     $     n2colx,ncolx,nocolx,cocolx,hcolx,no2colx)
13
14c     nov 2002        fgg           first version
15
16c**********************************************************************
17
18      use tracer_mod, only: igcm_o, igcm_co2, igcm_o2, igcm_h2,
19     &                      igcm_h2o_vap, igcm_h2o2, igcm_co, igcm_h,
20     &                      igcm_o3, igcm_n2, igcm_n, igcm_no, igcm_no2,
21     &                      mmol
22      use param_v4_h, only: radio,gg,masa,kboltzman,n_avog
23
24      implicit none
25
26
27c     common variables and constants
28      include 'callkeys.h'
29
30
31
32c    local parameters and variables
33
34
35
36c     input and output variables
37
38      integer    ig,nlayer
39      integer    chemthermod
40      integer    nesptherm                      !# of species undergoing chemistry, input
41      real       rm(nlayer,nesptherm)         !densities (cm-3), input
42      real       tx(nlayer)                   !temperature profile, input
43      real       iz(nlayer+1)                 !height profile, input
44      real       zenit                          !SZA, input
45      real       co2colx(nlayer)              !column density of CO2 (cm^-2), output
46      real       o2colx(nlayer)               !column density of O2(cm^-2), output
47      real       o3pcolx(nlayer)              !column density of O(3P)(cm^-2), output
48      real       h2colx(nlayer)               !H2 column density (cm-2), output
49      real       h2ocolx(nlayer)              !H2O column density (cm-2), output
50      real       h2o2colx(nlayer)             !column density of H2O2(cm^-2), output
51      real       o3colx(nlayer)               !O3 column density (cm-2), output
52      real       n2colx(nlayer)               !N2 column density (cm-2), output
53      real       ncolx(nlayer)                !N column density (cm-2), output
54      real       nocolx(nlayer)               !NO column density (cm-2), output
55      real       cocolx(nlayer)               !CO column density (cm-2), output
56      real       hcolx(nlayer)                !H column density (cm-2), output
57      real       no2colx(nlayer)              !NO2 column density (cm-2), output
58
59
60c     local variables
61
62      real       xx
63      real       grav(nlayer)
64      real       Hco2,Ho3p,Ho2,Hh2,Hh2o,Hh2o2
65      real       Ho3,Hn2,Hn,Hno,Hco,Hh,Hno2
66
67      real       co2x(nlayer)
68      real       o2x(nlayer)
69      real       o3px(nlayer)
70      real       cox(nlayer)
71      real       hx(nlayer)
72      real       h2x(nlayer)
73      real       h2ox(nlayer)
74      real       h2o2x(nlayer)
75      real       o3x(nlayer)
76      real       n2x(nlayer)
77      real       nx(nlayer)
78      real       nox(nlayer)
79      real       no2x(nlayer)
80
81      integer    i,j,k,icol,indexint          !indexes
82
83c     variables for optical path calculation
84
85      integer    nz3
86!      parameter  (nz3=nz*2)
87
88      integer    jj
89      real*8      esp(nlayer*2)
90      real*8      ilayesp(nlayer*2)
91      real*8      szalayesp(nlayer*2)
92      integer     nlayesp
93      real*8      zmini
94      real*8      depth
95      real*8      espco2, espo2, espo3p, esph2, esph2o, esph2o2,espo3
96      real*8      espn2,espn,espno,espco,esph,espno2
97      real*8      rcmnz, rcmmini
98      real*8      szadeg
99
100
101      ! Tracer indexes in the thermospheric chemistry:
102      !!! ATTENTION. These values have to be identical to those in chemthermos.F90
103      !!! If the values are changed there, the same has to be done here  !!!
104      integer,parameter :: i_co2  =  1
105      integer,parameter :: i_co   =  2
106      integer,parameter :: i_o    =  3
107      integer,parameter :: i_o1d  =  4
108      integer,parameter :: i_o2   =  5
109      integer,parameter :: i_o3   =  6
110      integer,parameter :: i_h    =  7
111      integer,parameter :: i_h2   =  8
112      integer,parameter :: i_oh   =  9
113      integer,parameter :: i_ho2  = 10
114      integer,parameter :: i_h2o2 = 11
115      integer,parameter :: i_h2o  = 12
116      integer,parameter :: i_n    = 13
117      integer,parameter :: i_n2d  = 14
118      integer,parameter :: i_no   = 15
119      integer,parameter :: i_no2  = 16
120      integer,parameter :: i_n2   = 17
121!      integer,parameter :: i_co2=1
122!      integer,parameter :: i_o2=2
123!      integer,parameter :: i_o=3
124!      integer,parameter :: i_co=4
125!      integer,parameter :: i_h=5
126!      integer,parameter :: i_h2=8
127!      integer,parameter :: i_h2o=9
128!      integer,parameter :: i_h2o2=10
129!      integer,parameter :: i_o3=12
130!      integer,parameter :: i_n2=13
131!      integer,parameter :: i_n=14
132!      integer,parameter :: i_no=15
133!      integer,parameter :: i_no2=17
134
135
136c*************************PROGRAM STARTS*******************************
137
138      nz3 = nlayer*2
139      do i=1,nlayer
140         xx = ( radio + iz(i) ) * 1.e5
141         grav(i) = gg * masa /(xx**2)
142      end do
143
144      !Scale heights
145      xx = kboltzman * tx(nlayer) * n_avog / grav(nlayer)
146      Ho3p  = xx / mmol(igcm_o)
147      Hco2  = xx / mmol(igcm_co2)
148      Ho2   = xx / mmol(igcm_o2)
149      Hh2   = xx / mmol(igcm_h2)
150      Hh2o  = xx / mmol(igcm_h2o_vap)
151      Hh2o2 = xx / mmol(igcm_h2o2)
152      Hco   = xx / mmol(igcm_co)
153      Hh    = xx / mmol(igcm_h)
154      !Only if O3 chem. required
155      if(chemthermod.ge.1)
156     $     Ho3   = xx / mmol(igcm_o3)
157      !Only if N or ion chem.
158      if(chemthermod.ge.2) then
159         Hn2   = xx / mmol(igcm_n2)
160         Hn    = xx / mmol(igcm_n)
161         Hno   = xx / mmol(igcm_no)
162         Hno2  = xx / mmol(igcm_no2)
163      endif
164      ! first loop in altitude : initialisation
165      do i=nlayer,1,-1
166         !Column initialisation
167         co2colx(i)  = 0.
168         o2colx(i)   = 0.
169         o3pcolx(i)  = 0.
170         h2colx(i)   = 0.
171         h2ocolx(i)  = 0.
172         h2o2colx(i) = 0.
173         o3colx(i)   = 0.
174         n2colx(i)   = 0.
175         ncolx(i)    = 0.
176         nocolx(i)   = 0.
177         cocolx(i)   = 0.
178         hcolx(i)    = 0.
179         no2colx(i)  = 0.
180         !Densities
181         co2x(i)  = rm(i,i_co2)
182         o2x(i)   = rm(i,i_o2)
183         o3px(i)  = rm(i,i_o)
184         h2x(i)   = rm(i,i_h2)
185         h2ox(i)  = rm(i,i_h2o)
186         h2o2x(i) = rm(i,i_h2o2)
187         cox(i)   = rm(i,i_co)
188         hx(i)    = rm(i,i_h)
189         !Only if O3 chem. required
190         if(chemthermod.ge.1)
191     $        o3x(i)   = rm(i,i_o3)
192         !Only if Nitrogen of ion chemistry requested
193         if(chemthermod.ge.2) then
194            n2x(i)   = rm(i,i_n2)
195            nx(i)    = rm(i,i_n)
196            nox(i)   = rm(i,i_no)
197            no2x(i)  = rm(i,i_no2)
198         endif
199      enddo
200      ! second loop in altitude : column calculations
201      do i=nlayer,1,-1
202         !Routine to calculate the geometrical length of each layer
203         call espesor_optico_A(ig,i,nlayer,zenit,iz(i),nz3,iz,esp,
204     $         ilayesp,szalayesp,nlayesp, zmini)
205         if(ilayesp(nlayesp).eq.-1) then
206            co2colx(i)=1.e25
207            o2colx(i)=1.e25
208            o3pcolx(i)=1.e25
209            h2colx(i)=1.e25
210            h2ocolx(i)=1.e25
211            h2o2colx(i)=1.e25
212            o3colx(i)=1.e25
213            n2colx(i)=1.e25
214            ncolx(i)=1.e25
215            nocolx(i)=1.e25
216            cocolx(i)=1.e25
217            hcolx(i)=1.e25
218            no2colx(i)=1.e25
219         else
220            rcmnz = ( radio + iz(nlayer) ) * 1.e5
221            rcmmini = ( radio + zmini ) * 1.e5
222            !Column calculation taking into account the geometrical depth
223            !calculated before
224            do j=1,nlayesp
225               jj=ilayesp(j)
226               !Top layer
227               if(jj.eq.nlayer) then
228                  if(zenit.le.60.) then
229                     o3pcolx(i)=o3pcolx(i)+o3px(nlayer)*Ho3p*esp(j)
230     $                    *1.e-5
231                     co2colx(i)=co2colx(i)+co2x(nlayer)*Hco2*esp(j)
232     $                    *1.e-5
233                     h2o2colx(i)=h2o2colx(i)+
234     $                    h2o2x(nlayer)*Hh2o2*esp(j)*1.e-5
235                     o2colx(i)=o2colx(i)+o2x(nlayer)*Ho2*esp(j)
236     $                    *1.e-5
237                     h2colx(i)=h2colx(i)+h2x(nlayer)*Hh2*esp(j)
238     $                    *1.e-5
239                     h2ocolx(i)=h2ocolx(i)+h2ox(nlayer)*Hh2o*esp(j)
240     $                    *1.e-5                     
241                     cocolx(i)=cocolx(i)+cox(nlayer)*Hco*esp(j)
242     $                    *1.e-5
243                     hcolx(i)=hcolx(i)+hx(nlayer)*Hh*esp(j)
244     $                    *1.e-5
245                     !Only if O3 chemistry required
246                     if(chemthermod.ge.1) o3colx(i)=
247     $                    o3colx(i)+o3x(nlayer)*Ho3*esp(j)
248     $                    *1.e-5
249                     !Only if N or ion chemistry requested
250                     if(chemthermod.ge.2) then
251                        n2colx(i)=n2colx(i)+n2x(nlayer)*Hn2*esp(j)
252     $                    *1.e-5
253                        ncolx(i)=ncolx(i)+nx(nlayer)*Hn*esp(j)
254     $                       *1.e-5
255                        nocolx(i)=nocolx(i)+nox(nlayer)*Hno*esp(j)
256     $                       *1.e-5
257                        no2colx(i)=no2colx(i)+no2x(nlayer)*Hno2*esp(j)
258     $                       *1.e-5
259                     endif
260                  else if(zenit.gt.60.) then
261                     espco2 =sqrt((rcmnz+Hco2)**2 -rcmmini**2) - esp(j)
262                     espo2  = sqrt((rcmnz+Ho2)**2 -rcmmini**2) - esp(j)
263                     espo3p = sqrt((rcmnz+Ho3p)**2 -rcmmini**2)- esp(j)
264                     esph2  = sqrt((rcmnz+Hh2)**2 -rcmmini**2) - esp(j)
265                     esph2o = sqrt((rcmnz+Hh2o)**2 -rcmmini**2)- esp(j)
266                     esph2o2= sqrt((rcmnz+Hh2o2)**2-rcmmini**2)- esp(j)
267                     espco  = sqrt((rcmnz+Hco)**2 -rcmmini**2) - esp(j)
268                     esph   = sqrt((rcmnz+Hh)**2 -rcmmini**2)  - esp(j)
269                     !Only if O3 chemistry required
270                     if(chemthermod.ge.1)                     
271     $                   espo3=sqrt((rcmnz+Ho3)**2-rcmmini**2)-esp(j)
272                     !Only if N or ion chemistry requested
273                     if(chemthermod.ge.2) then
274                        espn2 =sqrt((rcmnz+Hn2)**2-rcmmini**2)-esp(j)
275                        espn  =sqrt((rcmnz+Hn)**2-rcmmini**2)  - esp(j)
276                        espno =sqrt((rcmnz+Hno)**2-rcmmini**2) - esp(j)
277                        espno2=sqrt((rcmnz+Hno2)**2-rcmmini**2)- esp(j)
278                     endif
279                     co2colx(i) = co2colx(i) + espco2*co2x(nlayer)
280                     o2colx(i)  = o2colx(i)  + espo2*o2x(nlayer)
281                     o3pcolx(i) = o3pcolx(i) + espo3p*o3px(nlayer)
282                     h2colx(i)  = h2colx(i)  + esph2*h2x(nlayer)
283                     h2ocolx(i) = h2ocolx(i) + esph2o*h2ox(nlayer)
284                     h2o2colx(i)= h2o2colx(i)+ esph2o2*h2o2x(nlayer)
285                     cocolx(i)  = cocolx(i)  + espco*cox(nlayer)
286                     hcolx(i)   = hcolx(i)   + esph*hx(nlayer)
287                     !Only if O3 chemistry required
288                     if(chemthermod.ge.1)                     
289     $                  o3colx(i) = o3colx(i)  + espo3*o3x(nlayer)
290                     !Only if N or ion chemistry requested
291                     if(chemthermod.ge.2) then
292                        n2colx(i)  = n2colx(i)  + espn2*n2x(nlayer)
293                        ncolx(i)   = ncolx(i)   + espn*nx(nlayer)
294                        nocolx(i)  = nocolx(i)  + espno*nox(nlayer)
295                        no2colx(i) = no2colx(i) + espno2*no2x(nlayer)
296                     endif
297                  endif !Of if zenit.lt.60
298               !Other layers
299               else
300                  co2colx(i)  = co2colx(i) +
301     $                 esp(j) * (co2x(jj)+co2x(jj+1)) / 2.
302                  o2colx(i)   = o2colx(i) +
303     $                 esp(j) * (o2x(jj)+o2x(jj+1)) / 2.
304                  o3pcolx(i)  = o3pcolx(i) +
305     $                 esp(j) * (o3px(jj)+o3px(jj+1)) / 2.
306                  h2colx(i)   = h2colx(i) +
307     $                 esp(j) * (h2x(jj)+h2x(jj+1)) / 2.
308                  h2ocolx(i)  = h2ocolx(i) +
309     $                 esp(j) * (h2ox(jj)+h2ox(jj+1)) / 2.
310                  h2o2colx(i) = h2o2colx(i) +
311     $                 esp(j) * (h2o2x(jj)+h2o2x(jj+1)) / 2.
312                  cocolx(i)   = cocolx(i) +
313     $                 esp(j) * (cox(jj)+cox(jj+1)) / 2.
314                  hcolx(i)    = hcolx(i) +
315     $                 esp(j) * (hx(jj)+hx(jj+1)) / 2.
316                  !Only if O3 chemistry required
317                  if(chemthermod.ge.1)
318     $                 o3colx(i) = o3colx(i) +
319     $                 esp(j) * (o3x(jj)+o3x(jj+1)) / 2.
320                  !Only if N or ion chemistry requested
321                  if(chemthermod.ge.2) then
322                     n2colx(i)   = n2colx(i) +
323     $                 esp(j) * (n2x(jj)+n2x(jj+1)) / 2.
324                     ncolx(i)    = ncolx(i) +
325     $                    esp(j) * (nx(jj)+nx(jj+1)) / 2.
326                     nocolx(i)   = nocolx(i) +
327     $                    esp(j) * (nox(jj)+nox(jj+1)) / 2.
328                     no2colx(i)  = no2colx(i) +
329     $                    esp(j) * (no2x(jj)+no2x(jj+1)) / 2.
330                  endif
331               endif  !Of if jj.eq.nlayer
332            end do    !Of do j=1,nlayesp
333         endif        !Of ilayesp(nlayesp).eq.-1
334      enddo           !Of do i=nlayer,1,-1
335
336
337      end subroutine column
338
339
340c**********************************************************************
341c**********************************************************************
342
343      subroutine interfast(wm,wp,nm,p,nlayer,pin,nl,limdown,limup)
344C
345C subroutine to perform linear interpolation in pressure from 1D profile
346C escin(nl) sampled on pressure grid pin(nl) to profile
347C escout(nlayer) on pressure grid p(nlayer).
348C
349      real*8,intent(out) :: wm(nlayer),wp(nlayer) ! interpolation weights
350      integer,intent(out) :: nm(nlayer) ! index of nearest point
351      real*8,intent(in) :: pin(nl),p(nlayer)
352      real*8,intent(in) :: limup,limdown
353      integer,intent(in) :: nl,nlayer
354      integer :: n1,n,np,nini
355      logical,parameter :: extra_sanity_checks=.false.
356
357! Added sanity check: is input p(:) indeed monotonically increasing?
358      if (extra_sanity_checks) then
359       do nini=1,nlayer-1
360        if (p(nini).gt.p(nini+1)) then
361          write(*,*) "possible interfast issue, nini=",nini
362          write(*,*) "p(nini)=",p(nini),"> p(nini+1)=",p(nini+1)
363        endif
364       enddo
365      endif ! of if (extra_sanity_checks)
366
367      nini=1
368      do n1=1,nlayer
369         if(p(n1) .gt. limup .or. p(n1) .lt. limdown) then
370            wm(n1) = 0.d0
371            wp(n1) = 0.d0
372         else
373            do n = nini,nl-1
374               if (p(n1).ge.pin(n).and.p(n1).le.pin(n+1)) then
375                  nm(n1)=n
376                  np=n+1
377                  wm(n1)=abs(pin(n)-p(n1))/(pin(np)-pin(n))
378                  wp(n1)=1.d0 - wm(n1)
379                  nini = n
380                  exit
381               endif
382            enddo
383         endif
384      enddo
385
386! Added sanity check: does nm(:) indeed contain values
387! between 1 and nl-1 ?
388      if (extra_sanity_checks) then
389       if ((minval(nm)<1).or.(maxval(nm)>nl-1)) then
390        write(*,*) "interfast issue nm(:) contains incoherent values"
391        write(*,*) "  nm(:) values should be between 1 and ",nl-1
392        write(*,*) " but nm(:)=",nm(:)
393       endif
394      endif ! of if (extra_sanity_checks)
395
396      end subroutine interfast
397
398
399c**********************************************************************
400c**********************************************************************
401
402      subroutine espesor_optico_A (ig,capa,nlayer, szadeg,z,
403     @                   nz3,iz,esp,ilayesp,szalayesp,nlayesp, zmini)
404
405c     fgg              nov 03      Adaptation to Martian model
406c     malv             jul 03      Corrected z grid. Split in alt & frec codes
407c     fgg              feb 03      first version
408*************************************************************************
409
410      use param_v4_h, only: radio
411      implicit none
412
413c     arguments
414
415      real        szadeg                ! I. SZA [rad]
416      real        z                     ! I. altitude of interest [km]
417      integer     nz3,ig,nlayer         ! I. dimension of esp, ylayesp, etc...
418                                        !  (=2*nlayer= max# of layers in ray path)
419      real     iz(nlayer+1)              ! I. Altitude of each layer
420      real*8        esp(nz3)            ! O. layer widths after geometrically
421                                        !    amplified; in [cm] except at TOA
422                                        !    where an auxiliary value is used
423      real*8        ilayesp(nz3)        ! O. Indexes of layers along ray path
424      real*8        szalayesp(nz3)      ! O. SZA [deg]    "     "       "
425      integer       nlayesp
426!      real*8        nlayesp             ! O. # layers along ray path at this z
427      real*8        zmini               ! O. Minimum altitud of ray path [km]
428
429
430c     local variables and constants
431
432        integer     j,i,capa
433        integer     jmin                  ! index of min.altitude along ray path
434        real*8      szarad                ! SZA [deg]
435        real*8      zz
436        real*8      diz(nlayer+1)
437        real*8      rkmnz                 ! distance TOA to center of Planet [km]
438        real*8      rkmmini               ! distance zmini to center of P [km]
439        real*8      rkmj                  ! intermediate distance to C of P [km]
440c external function
441c        external  grid_R8          ! Returns index of layer containing the altitude
442c                                ! of interest, z; for example, if
443c                                ! zkm(i)=z or zkm(i)<z<zkm(i+1) => grid(z)=i
444c        integer   grid_R8
445
446*************************************************************************     
447        szarad = dble(szadeg)*3.141592d0/180.d0
448        zz=dble(z)
449        do i=1,nlayer
450           diz(i)=dble(iz(i))
451        enddo
452        do j=1,nz3
453          esp(j) = 0.d0
454          szalayesp(j) = 777.d0
455          ilayesp(j) = 0
456        enddo
457        nlayesp = 0
458
459        ! First case: szadeg<60
460        ! The optical thickness will be given by  1/cos(sza)
461        ! We deal with 2 different regions:
462        !   1: First, all layers between z and ztop ("upper part of ray")
463        !   2: Second, the layer at ztop
464        if(szadeg.lt.60.d0) then
465
466           zmini = zz
467           if(abs(zz-diz(nlayer)).lt.1.d-3) goto 1357
468           ! 1st Zone: Upper part of ray
469           !
470           do j=grid_R8(zz,diz,nlayer),nlayer-1
471             nlayesp = nlayesp + 1
472             ilayesp(nlayesp) = j
473             esp(nlayesp) = (diz(j+1)-diz(j)) / cos(szarad)        ! [km]
474             esp(nlayesp) = esp(nlayesp) * 1.d5                    ! [cm]
475             szalayesp(nlayesp) = szadeg
476           end do
477
478           !
479           ! 2nd Zone: Top layer
480 1357      continue
481           nlayesp = nlayesp + 1
482           ilayesp(nlayesp) = nlayer
483           esp(nlayesp) = 1.d0 / cos(szarad)         ! aux. non-dimens. factor
484           szalayesp(nlayesp) = szadeg
485
486
487        ! Second case:  60 < szadeg < 90
488        ! The optical thickness is evaluated.
489        !    (the magnitude of the effect of not using cos(sza) is 3.e-5
490        !     for z=60km & sza=30, and 5e-4 for z=60km & sza=60, approximately)
491        ! We deal with 2 different regions:
492        !   1: First, all layers between z and ztop ("upper part of ray")
493        !   2: Second, the layer at ztop ("uppermost layer")
494        else if(szadeg.le.90.d0.and.szadeg.ge.60.d0) then
495
496           zmini=(radio+zz)*sin(szarad)-radio
497           rkmmini = radio + zmini
498
499           if(abs(zz-diz(nlayer)).lt.1.d-4) goto 1470
500
501           ! 1st Zone: Upper part of ray
502           !
503           do j=grid_R8(zz,diz,nlayer),nlayer-1
504              nlayesp = nlayesp + 1
505              ilayesp(nlayesp) = j
506              esp(nlayesp) =
507     &             sqrt( (radio+diz(j+1))**2 - rkmmini**2 ) -
508     &             sqrt( (radio+diz(j))**2 - rkmmini**2 )           ! [km]
509              esp(nlayesp) = esp(nlayesp) * 1.d5                    ! [cm]
510              rkmj = radio+diz(j)
511              szalayesp(nlayesp) = asin( rkmmini/rkmj )             ! [rad]
512              szalayesp(nlayesp) = szalayesp(nlayesp) * 180.d0/3.141592 ! [deg]
513           end do
514 1470      continue
515           ! 2nd Zone:  Uppermost layer of ray.
516           !
517           nlayesp = nlayesp + 1
518           ilayesp(nlayesp) = nlayer
519           rkmnz = radio+diz(nlayer)
520           esp(nlayesp)  =  sqrt( rkmnz**2 - rkmmini**2 )       ! aux.factor[km]
521           esp(nlayesp)  =  esp(nlayesp) * 1.d5                 ! aux.f. [cm]
522           szalayesp(nlayesp) = asin( rkmmini/rkmnz )           ! [rad]
523           szalayesp(nlayesp) = szalayesp(nlayesp) * 180.d0/3.141592! [deg]
524
525
526        ! Third case:  szadeg > 90
527        ! The optical thickness is evaluated.
528        ! We deal with 5 different regions:
529        !   1: all layers between z and ztop ("upper part of ray")
530        !   2: the layer at ztop ("uppermost layer")
531        !   3: the lowest layer, at zmini
532        !   4: the layers increasing from zmini to z (here SZA<90)
533        !   5: the layers decreasing from z to zmini (here SZA>90)
534        else if(szadeg.gt.90.d0) then
535
536           zmini=(radio+zz)*sin(szarad)-radio
537           !zmini should be lower than zz, as SZA<90. However, in situations
538           !where SZA is very close to 90, rounding errors can make zmini
539           !slightly higher than zz, causing problems in the determination
540           !of the jmin index. A correction is implemented in the determination
541           !of jmin, some lines below
542           rkmmini = radio + zmini
543
544           if(zmini.lt.diz(1)) then         ! Can see the sun?  No => esp(j)=inft
545             nlayesp = nlayesp + 1
546             ilayesp(nlayesp) = - 1     ! Value to mark "no sun on view"
547!             esp(nlayesp) = 1.e30
548
549           else
550              jmin=grid_R8(zmini,diz,nlayer)+1
551              !Correction for possible rounding errors when SZA very close
552              !to 90 degrees
553              if(jmin.gt.grid_R8(zz,diz,nlayer)) then
554                 write(*,*)'jthermcalc warning: possible rounding error'
555                 write(*,*)'point,sza,layer:',ig,szadeg,capa
556                 jmin=grid_R8(zz,diz,nlayer)
557              endif
558
559              if(abs(zz-diz(nlayer)).lt.1.d-4) goto 9876
560
561              ! 1st Zone: Upper part of ray
562              !
563              do j=grid_R8(zz,diz,nlayer),nlayer-1
564                nlayesp = nlayesp + 1
565                ilayesp(nlayesp) = j
566                esp(nlayesp) =
567     $                sqrt( (radio+diz(j+1))**2 - rkmmini**2 ) -
568     $                sqrt( (radio+diz(j))**2 - rkmmini**2 )          ! [km]
569                esp(nlayesp) = esp(nlayesp) * 1.d5                    ! [cm]
570                rkmj = radio+diz(j)
571                szalayesp(nlayesp) = asin( rkmmini/rkmj )              ! [rad]
572                szalayesp(nlayesp) = szalayesp(nlayesp) *180.d0/3.141592      ! [deg]
573              end do
574
575 9876         continue
576              ! 2nd Zone:  Uppermost layer of ray.
577              !
578              nlayesp = nlayesp + 1
579              ilayesp(nlayesp) = nlayer
580              rkmnz = radio+diz(nlayer)
581              esp(nlayesp) =  sqrt( rkmnz**2 - rkmmini**2 )      !aux.factor[km]
582              esp(nlayesp) = esp(nlayesp) * 1.d5                 !aux.f.[cm]
583              szalayesp(nlayesp) = asin( rkmmini/rkmnz )           ! [rad]
584              szalayesp(nlayesp) = szalayesp(nlayesp) *180.d0/3.141592 ! [deg]
585
586              ! 3er Zone: Lowestmost layer of ray
587              !
588              if ( jmin .ge. 2 ) then      ! If above the planet's surface
589                j=jmin-1
590                nlayesp = nlayesp + 1
591                ilayesp(nlayesp) = j
592                esp(nlayesp) = 2. *
593     $                 sqrt( (radio+diz(j+1))**2 -rkmmini**2 )       ! [km]
594                esp(nlayesp) = esp(nlayesp) * 1.d5                   ! [cm]
595                rkmj = radio+diz(j+1)
596                szalayesp(nlayesp) = asin( rkmmini/rkmj ) ! [rad]
597                szalayesp(nlayesp) = szalayesp(nlayesp) *180.d0/3.141592 ! [deg]
598              endif
599
600              ! 4th zone: Lower part of ray, increasing from zmin to z
601              !    ( layers with SZA < 90 deg )
602              do j=jmin,grid_R8(zz,diz,nlayer)-1
603                nlayesp = nlayesp + 1
604                ilayesp(nlayesp) = j
605                esp(nlayesp) =
606     $                    sqrt( (radio+diz(j+1))**2 - rkmmini**2 )
607     $                  - sqrt( (radio+diz(j))**2 - rkmmini**2 )       ! [km]
608                esp(nlayesp) = esp(nlayesp) * 1.d5                     ! [cm]
609                rkmj = radio+diz(j)
610                szalayesp(nlayesp) = asin( rkmmini/rkmj )              ! [rad]
611                szalayesp(nlayesp) = szalayesp(nlayesp) *180.d0/3.141592 ! [deg]
612              end do
613
614              ! 5th zone: Lower part of ray, decreasing from z to zmin
615              !    ( layers with SZA > 90 deg )
616              do j=grid_R8(zz,diz,nlayer)-1, jmin, -1
617                nlayesp = nlayesp + 1
618                ilayesp(nlayesp) = j
619                esp(nlayesp) =
620     $                    sqrt( (radio+diz(j+1))**2 - rkmmini**2 )
621     $                  - sqrt( (radio+diz(j))**2 - rkmmini**2 )        ! [km]
622                esp(nlayesp) = esp(nlayesp) * 1.d5                      ! [cm]
623                rkmj = radio+diz(j)
624                szalayesp(nlayesp) = 3.141592 - asin( rkmmini/rkmj )          ! [rad]
625                szalayesp(nlayesp) = szalayesp(nlayesp)*180.d0/3.141592 ! [deg]
626              end do
627
628           end if
629
630        end if
631
632
633        end subroutine espesor_optico_A
634
635
636
637c**********************************************************************
638c***********************************************************************
639
640        function grid_R8 (z, zgrid, nz)
641
642c Returns the index where z is located within vector zgrid
643c The vector zgrid must be monotonously increasing, otherwise program stops.
644c If z is outside zgrid limits, or zgrid dimension is nz<2, the program stops.
645c
646c FGG     Aug-2004     Correct z.lt.zgrid(i) to .le.
647c MALV    Jul-2003
648c***********************************************************************
649
650        implicit none
651
652c Arguments
653        integer   nz
654        real*8      z
655        real*8      zgrid(nz)
656        integer   grid_R8
657
658c Local 
659        integer   i, nz1, nznew
660
661c*** CODE START
662
663        if ( z .lt. zgrid(1)  ) then
664           write (*,*) ' GRID/ z outside bounds of zgrid '
665           write (*,*) ' z,zgrid(1),zgrid(nz) =', z,zgrid(1),zgrid(nz)
666           z = zgrid(1)
667           write(*,*) 'WARNING: error in grid_r8 (jthermcalc.F)'
668           write(*,*) 'Please check values of z and zgrid above'
669        endif
670        if (z .gt. zgrid(nz) ) then
671           write (*,*) ' GRID/ z outside bounds of zgrid '
672           write (*,*) ' z,zgrid(1),zgrid(nz) =', z,zgrid(1),zgrid(nz)
673           z = zgrid(nz)
674           write(*,*) 'WARNING: error in grid_r8 (jthermcalc.F)'
675           write(*,*) 'Please check values of z and zgrid above'
676        endif
677        if ( nz .lt. 2 ) then
678           write (*,*) ' GRID/ zgrid needs 2 points at least ! '
679           stop ' Serious error in GRID.F '
680        endif
681        if ( zgrid(1) .ge. zgrid(nz) ) then
682           write (*,*) ' GRID/ zgrid must increase with index'
683           stop ' Serious error in GRID.F '
684        endif
685
686        nz1 = 1
687        nznew = nz/2
688        if ( z .gt. zgrid(nznew) ) then
689           nz1 = nznew
690           nznew = nz
691        endif
692        do i=nz1+1,nznew
693           if ( z. eq. zgrid(i) ) then
694              grid_R8=i
695              return
696              elseif ( z .le. zgrid(i) ) then
697              grid_R8 = i-1
698              return
699           endif
700        enddo
701        grid_R8 = nz
702
703
704
705        end function grid_R8
706
707
708
709!c***************************************************
710!c***************************************************
711
712      subroutine flujo(date)
713
714
715!c     fgg           nov 2002     first version
716!c***************************************************
717
718      use comsaison_h, only: dist_sol
719      use param_v4_h, only: ninter,
720     .                      fluxtop, ct1, ct2, p1, p2
721      implicit none
722
723
724!     common variables and constants
725      include "callkeys.h"
726
727
728!     Arguments
729
730      real date
731
732
733!     Local variable and constants
734
735      integer i
736      integer inter
737      real    nada
738
739!c*************************************************
740
741      if(date.lt.1985.) date=1985.
742      if(date.gt.2001.) date=2001.
743     
744      do i=1,ninter
745         fluxtop(i)=1.
746         !Variation of solar flux with 11 years solar cycle
747         !For more details, see Gonzalez-Galindo et al. 2005
748         !To be improved in next versions
749        if(i.le.24.and.solvarmod.eq.0) then
750            fluxtop(i)=(((ct1(i)+p1(i)*date)/2.)                 
751     $           *sin(2.*3.1416/11.*(date-1985.-3.1416))         
752     $           +(ct2(i)+p2(i)*date)+1.)*fluxtop(i)
753         end if
754         fluxtop(i)=fluxtop(i)*(1.52/dist_sol)**2
755      end do
756     
757      end subroutine flujo
758
759      end module jthermcalc_util
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.