source: trunk/LMDZ.MARS/libf/phymars/newsedim_mod.F @ 2156

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Mars GCM:

  • Forgotten in previous commit: gwprofil.F -> gwprofil_mod.F (here also the

size of an argument, rho, was incorrect in caller orodrag).

  • Turned newsedim.F into a module newsedim_mod.F
  • Adapted co2cloud.F and improvedCO2clouds.F to not use "newunit" to open file

(it is perfectly legitimate F2008 Fortran, but older compiler such as gfortran
on local LMD machines are not there yet).
EM

File size: 7.3 KB
Line 
1      MODULE newsedim_mod
2     
3      IMPLICIT NONE
4     
5      CONTAINS
6
7      SUBROUTINE newsedim(ngrid,nlay,naersize,nrhosize,ptimestep,
8     &  pplev,masse,epaisseur,pt,rd,rho,pqi,wq,beta)
9      USE comcstfi_h, ONLY: r,g
10      IMPLICIT NONE
11
12c=======================================================================
13c
14c      Compute sedimentation of 1 tracer
15c      of radius rd (m) and density rho (kg.m-3)
16c
17c=======================================================================
18
19c-----------------------------------------------------------------------
20c   declarations:
21c   -------------
22
23c
24c   arguments:
25c   ----------
26
27      INTEGER,INTENT(IN) :: ngrid,nlay,naersize,nrhosize
28      REAL,INTENT(IN) :: ptimestep            ! pas de temps physique (s)
29      REAL,INTENT(IN) :: pplev(ngrid,nlay+1) ! pression aux inter-couches (Pa)
30      REAL,INTENT(IN) :: pt(ngrid,nlay) ! temperature au centre des couches (K)
31      real,intent(in) :: masse (ngrid,nlay) ! masse d'une couche (kg)
32      real,intent(in) :: epaisseur (ngrid,nlay)  ! epaisseur d'une couche (m)
33      real,intent(in) :: rd(naersize)             ! particle radius (m)
34      real,intent(in) :: rho(nrhosize)             ! particle density (kg.m-3)
35
36
37c    Traceurs :
38      real,intent(inout) :: pqi(ngrid,nlay)  ! traceur   (e.g. ?/kg)
39      real,intent(out) :: wq(ngrid,nlay+1)  ! flux de traceur durant timestep (?/m-2)
40      real,intent(in) :: beta ! correction for the shape of the particles
41                !   (see Murphy et al. JGR 1990 vol.95)
42                !   beta=1 for spheres
43                !   beta=0.85 for irregular particles
44                !   beta=0.5 for disk shaped particles
45     
46c   local:
47c   ------
48
49      INTEGER l,ig, k, i
50      REAL rfall,rhofall
51
52      LOGICAL,SAVE :: firstcall=.true.
53
54c    Traceurs :
55c    ~~~~~~~~
56      real traversee (ngrid,nlay)
57      real vstokes(ngrid,nlay)
58      real w(ngrid,nlay)
59      real ptop, dztop, Ep, Stra
60
61
62c    Physical constant
63c    ~~~~~~~~~~~~~~~~~
64c     Gas molecular viscosity (N.s.m-2)
65      real,parameter :: visc=1.e-5       ! CO2
66c     Effective gas molecular radius (m)
67      real,parameter :: molrad=2.2e-10   ! CO2
68
69c     local and saved variable
70      real,save :: a,b
71
72
73c    ** un petit test de coherence
74c       --------------------------
75
76      ! AS: OK firstcall absolute
77      IF (firstcall) THEN
78
79         firstcall=.false.
80
81
82c       Preliminary calculations for sedimenation velocity :
83c       ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84
85c       - Constant to compute stokes speed simple formulae
86c        (Vstokes =  b * rho* r**2   avec   b= (2/9) * rho * g / visc
87         b = 2./9. * g / visc
88      ENDIF ! of IF(firstcall)
89     
90c       - Constant  to compute gas mean free path
91c        l= (T/P)*a, avec a = (  0.707*8.31/(4*pi*molrad**2 * avogadro))
92         a = 0.707*8.31/(4*3.1416* molrad*molrad * 6.023e23)
93
94c       - Correction to account for non-spherical shape (Murphy et al.  1990)
95         a = a * beta
96
97
98
99c-----------------------------------------------------------------------
100c    1. initialisation
101c    -----------------
102
103c     Sedimentation velocity (m/s)
104c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
105c     (stokes law corrected for low pressure by the Cunningham
106c     slip-flow correction  according to Rossow (Icarus 36, 1-50, 1978)
107
108        do  l=1,nlay
109          do ig=1, ngrid
110c           radius
111            if (naersize.eq.1) then
112              rfall=rd(1)
113            else
114              i=ngrid*(l-1)+ig
115              rfall=rd(i)
116            endif 
117c           density
118            if (nrhosize.eq.1) then
119              rhofall=rho(1)
120            else
121              i=ngrid*(l-1)+ig
122              rhofall=rho(i)
123            endif 
124c           vstokes
125            vstokes(ig,l) = b * rhofall * rfall*rfall *
126     &      (1 + 1.333* ( a*pt(ig,l)/pplev(ig,l) )/rfall)
127
128c           Layer crossing time (s) :
129            traversee(ig,l)= epaisseur(ig,l)/vstokes(ig,l)
130          end do
131        end do
132
133
134c     Calcul de la masse d'atmosphere correspondant a q transferee
135c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
136c     (e.g. on recherche le niveau  en dessous de laquelle le traceur
137c      va traverser le niveau intercouche l : "dztop" est sa hauteur
138c      au dessus de l (m), "ptop" est sa pression (Pa))
139
140      do  l=1,nlay
141        do ig=1, ngrid
142             
143             dztop = vstokes(ig,l)*  ptimestep
144             Ep=0
145             k=0
146
147            w(ig,l) = 0. !! JF+AS ajout initialisation
148c **************************************************************
149c            Simple Method
150
151cc             w(ig,l) =
152cc     &       (1.- exp(-dztop*g/(r*pt(ig,l))))*pplev(ig,l) / g
153cccc           write(*,*) 'OK simple method l,w =', l, w(ig,l)
154cccc           write(*,*) 'OK simple method dztop =', dztop
155
156             w(ig,l) = 1. - exp(-dztop*g/(r*pt(ig,l)))
157             !!! Diagnostic: JF. Fix: AS. Date: 05/11
158             !!! Probleme arrondi avec la quantite ci-dessus
159             !!! ---> vaut 0 pour -dztop*g/(r*pt(ig,l)) trop petit
160             !!! ---> dans ce cas on utilise le developpement limite !
161             !!! ---> exp(-x) = 1 - x lorsque x --> 0 avec une erreur de x^2 / 2           
162             IF ( w(ig,l) .eq. 0. ) THEN
163                w(ig,l) = ( dztop*g/(r*pt(ig,l)) ) * pplev(ig,l) / g
164             ELSE
165                w(ig,l) = w(ig,l) * pplev(ig,l) / g 
166             ENDIF
167
168
169c **************************************************************
170cccc         Complex method :
171            if (dztop.gt.epaisseur(ig,l)) then                !!!if on traverse plus d'une couche
172cccc            Cas ou on "epuise" la couche l : On calcule le flux
173cccc            Venant de dessus en tenant compte de la variation de Vstokes
174c **************************************************************
175               Ep= epaisseur(ig,l)
176               Stra= traversee(ig,l)
177               do while(dztop.gt.Ep.and.l+k+1.le.nlay)
178                 k=k+1
179                 dztop= Ep + vstokes(ig,l+k)*(ptimestep -Stra)
180                 Ep = Ep + epaisseur(ig,l+k)
181                 Stra = Stra + traversee(ig,l+k)
182               enddo
183               Ep = Ep - epaisseur(ig,l+k)
184             !ptop=pplev(ig,l+k)*exp(-(dztop-Ep)*g/(r*pt(ig,l+k)))
185
186             !!! JF+AS 05/11 Probleme arrondi potentiel, meme solution que ci-dessus
187             ptop=exp(-(dztop-Ep)*g/(r*pt(ig,l+k)))
188             IF ( ptop .eq. 1. ) THEN
189                !PRINT*, 'newsedim: exposant trop petit ', ig, l
190                ptop=pplev(ig,l+k) * ( 1. - (dztop-Ep)*g/(r*pt(ig,l+k)))
191             ELSE
192                ptop=pplev(ig,l+k) * ptop
193             ENDIF
194             w(ig,l) = (pplev(ig,l) - Ptop)/g
195
196            endif                !!!!!if complex method
197
198
199cc           write(*,*) 'OK new    method l,w =', l, w(ig,l)
200cc           write(*,*) 'OK new    method dztop =', dztop
201cc       if(l.eq.7)write(*,*)'l=7,k,pplev,Ptop',pplev(ig,l),Ptop
202cc       if(l.eq.7)write(*,*)'l=7,dztop,Ep',dztop,Ep
203cc            if(l.eq.6)write(*,*)'l=6,k, w',k, w(1,l)
204cc            if(l.eq.7)write(*,*)'l=7,k, w',k, w(1,l)
205cc            if(l.eq.8)write(*,*)'l=8,k, w',k, w(1,l)
206c **************************************************************
207
208
209        end do
210      end do
211
212      call vlz_fi(ngrid,nlay,pqi,2.,masse,w,wq)
213c         write(*,*) ' newsed: wq(6), wq(7), q(6)',
214c    &                wq(1,6),wq(1,7),pqi(1,6)
215
216
217      END SUBROUTINE newsedim
218     
219      END MODULE newsedim_mod
220
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.