source: trunk/LMDZ.MARS/libf/phymars/nirco2abs.F @ 1944

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LMDZ.MARS (purely comments) marked the absolute firstcalls not supposed to change with runtime (e.g. not domain-related). this is most of them. those firstcall can stay local and do not need to be linked with the caller's general firstcall.

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Line 
1      SUBROUTINE nirco2abs(ngrid,nlayer,pplay,dist_sol,nq,pq,
2     $     mu0,fract,declin,pdtnirco2)
3                                                   
4       use tracer_mod, only: igcm_co2, igcm_o
5       use comgeomfi_h, only: sinlon, coslon, sinlat, coslat
6       USE comcstfi_h, ONLY: pi
7       USE time_phylmdz_mod, ONLY: daysec
8       IMPLICIT NONE
9c=======================================================================
10c   subject:
11c   --------
12c   Computing heating rate due to
13c   absorption by CO2 in the near-infrared
14c   This version includes NLTE effects
15c
16c   (Scheme to be described in Forget et al., JGR, 2003)
17c   (old Scheme described in Forget et al., JGR, 1999)
18c
19c   This version updated with a new functional fit,
20c   see NLTE correction-factor of Lopez-Valverde et al (1998)
21c   Stephen Lewis 2000
22c
23c   jul 2011 malv+fgg    New corrections for NLTE implemented
24c   08/2002 : correction for bug when running with diurnal=F
25c
26c   author:  Frederic Hourdin 1996
27c   ------
28c            Francois Forget 1999
29c
30c   input:
31c   -----
32c   ngrid                 number of gridpoint of horizontal grid
33c   nlayer                Number of layer
34c   dist_sol              sun-Mars distance (AU)
35c   mu0(ngrid)         
36c   fract(ngrid)          day fraction of the time interval
37c   declin                latitude of subslar point
38c
39c   output:
40c   -------
41c
42c   pdtnirco2(ngrid,nlayer)      Heating rate (K/s)
43c
44c
45c=======================================================================
46c
47c    0.  Declarations :
48c    ------------------
49c
50#include "callkeys.h"
51#include "nirdata.h"
52
53c-----------------------------------------------------------------------
54c    Input/Output
55c    ------------
56      integer,intent(in) :: ngrid ! number of (horizontal) grid points
57      integer,intent(in) :: nlayer ! number of atmospheric layers
58      real,intent(in) :: pplay(ngrid,nlayer) ! Pressure
59      real,intent(in) :: dist_sol ! Sun-Mars distance (in AU)
60      integer,intent(in) :: nq ! number of tracers
61      real,intent(in) :: pq(ngrid,nlayer,nq) ! tracers
62      real,intent(in) :: mu0(ngrid) ! solar angle
63      real,intent(in) :: fract(ngrid) ! day fraction of the time interval
64      real,intent(in) :: declin ! latitude of sub-solar point
65     
66      real,intent(out) :: pdtnirco2(ngrid,nlayer) ! heating rate (K/s)
67c
68c    Local variables :
69c    -----------------
70      INTEGER l,ig, n, nstep,i
71      REAL co2heat0, zmu(ngrid)
72
73c     special diurnal=F
74      real mu0_int(ngrid),fract_int(ngrid),zday_int
75      real ztim1,ztim2,ztim3,step
76
77c
78c   local saved variables
79c   ---------------------
80      logical,save :: firstcall=.true.
81      integer,save :: ico2=0 ! index of "co2" tracer
82      integer,save :: io=0 ! index of "o" tracer
83c     p0noonlte is a pressure below which non LTE effects are significant.
84c     REAL p0nonlte
85c     DATA p0nonlte/7.5e-3/
86c     SAVE p0nonlte
87
88c     parameters for CO2 heating fit
89      real n_a, n_p0, n_b
90      parameter (n_a=1.1956475)
91      parameter (n_b=1.9628251)
92      parameter (n_p0=0.0015888279)
93
94c     Variables added to implement NLTE correction factor (feb 2011)
95      real    pyy(nlayer)
96      real    cor1(nlayer),oldoco2(nlayer),alfa2(nlayer)
97      real    p2011,cociente1,merge
98      real    cor0,oco2gcm
99
100c----------------------------------------------------------------------
101
102c     Initialisation
103c     --------------
104      ! AS: OK firstcall absolute
105      if (firstcall) then
106        if (nircorr.eq.1) then
107          ! we will need co2 and o tracers
108          ico2=igcm_co2
109          if (ico2==0) then
110            write(*,*) "nirco2abs error: I need a CO2 tracer"
111            write(*,*) "     when running with nircorr==1"
112            stop
113          endif
114          io=igcm_o
115          if (io==0) then
116            write(*,*) "nirco2abs error: I need an O tracer"
117            write(*,*) "     when running with nircorr==1"
118            stop
119          endif
120        endif
121        firstcall=.false.
122      endif
123
124
125c     co2heat is the heating by CO2 at 700Pa for a zero zenithal angle.
126      co2heat0=n_a*(1.52/dist_sol)**2/daysec
127
128c     Simple calcul for a given sun incident angle (if diurnal=T)
129c     --------------------------------------------
130
131      IF (diurnal) THEN 
132         do ig=1,ngrid
133            zmu(ig)=sqrt(1224.*mu0(ig)*mu0(ig)+1.)/35.
134
135            if(nircorr.eq.1) then
136               do l=1,nlayer
137                  pyy(l)=pplay(ig,l)
138               enddo
139
140               call interpnir(cor1,pyy,nlayer,corgcm,pres1d,npres)
141               call interpnir(oldoco2,pyy,nlayer,oco21d,pres1d,npres)
142               call interpnir(alfa2,pyy,nlayer,alfa,pres1d,npres)
143            endif
144
145            do l=1,nlayer
146!           Calculations for the O/CO2 correction
147               if(nircorr.eq.1) then
148                  cor0=1./(1.+n_p0/pplay(ig,l))**n_b
149                  if(pq(ig,l,ico2).gt.1.e-6) then
150                     oco2gcm=pq(ig,l,io)/pq(ig,l,ico2)
151                  else
152                     oco2gcm=1.e6
153                  endif
154                  cociente1=oco2gcm/oldoco2(l)
155                  merge=alog10(cociente1)*alfa2(l)+alog10(cor0)*
156     $                 (1.-alfa2(l))
157                  merge=10**merge
158                  p2011=sqrt(merge)*cor0
159               else if (nircorr.eq.0) then
160                  p2011=1.
161                  cor1(l)=1.
162               endif
163
164               if(fract(ig).gt.0.) pdtnirco2(ig,l)=
165     &             co2heat0*sqrt((700.*zmu(ig))/pplay(ig,l))
166     &             /(1.+n_p0/pplay(ig,l))**n_b
167!           Corrections from tabulation
168     $              * cor1(l) * p2011
169c           OLD SCHEME (forget et al. 1999)
170c    s           co2heat0*sqrt((700.*zmu(ig))/pplay(ig,l))
171c    s          / (1+p0nonlte/pplay(ig,l))
172           enddo
173         enddo
174         
175
176c     Averaging over diurnal cycle (if diurnal=F)
177c     -------------------------------------------
178c     NIR CO2 abs is slightly non linear. To remove the diurnal
179c     cycle, it is better to average the heating rate over 1 day rather
180c     than using the mean mu0 computed by mucorr in physiq.F (FF, 1998)
181
182      ELSE      ! if (.not.diurnal) then
183
184         nstep = 20   ! number of integration step /sol
185         do n=1,nstep
186            zday_int = (n-1)/float(nstep)
187            ztim2=COS(declin)*COS(2.*pi*(zday_int-.5))
188            ztim3=-COS(declin)*SIN(2.*pi*(zday_int-.5))
189            CALL solang(ngrid,sinlon,coslon,sinlat,coslat,
190     s             ztim1,ztim2,ztim3,
191     s             mu0_int,fract_int)
192            do ig=1,ngrid
193               zmu(ig)=sqrt(1224.*mu0_int(ig)*mu0_int(ig)+1.)/35.
194
195               if(nircorr.eq.1) then
196                  do l=1,nlayer
197                     pyy(l)=pplay(ig,l)
198                  enddo
199               call interpnir(cor1,pyy,nlayer,corgcm,pres1d,npres)
200               call interpnir(oldoco2,pyy,nlayer,oco21d,pres1d,npres)
201               call interpnir(alfa2,pyy,nlayer,alfa,pres1d,npres)
202               endif
203
204               do l=1,nlayer
205                  if(nircorr.eq.1) then
206                     cor0=1./(1.+n_p0/pplay(ig,l))**n_b
207                     oco2gcm=pq(ig,l,io)/pq(ig,l,ico2)
208                     cociente1=oco2gcm/oldoco2(l)
209                     merge=alog10(cociente1)*alfa2(l)+alog10(cor0)*
210     $                    (1.-alfa2(l))
211                     merge=10**merge
212                     p2011=sqrt(merge)*cor0
213                  else if (nircorr.eq.0) then
214                     p2011=1.
215                     cor1(l)=1.
216                  endif
217
218                  if(fract_int(ig).gt.0.) pdtnirco2(ig,l)=
219     &                 pdtnirco2(ig,l) + (1/float(nstep))*
220     &                 co2heat0*sqrt((700.*zmu(ig))/pplay(ig,l))
221     &                 /(1.+n_p0/pplay(ig,l))**n_b
222!                      Corrections from tabulation
223     $                 * cor1(l) * p2011
224               enddo
225            enddo
226         end do
227      END IF
228
229      return
230      end
231
232
233     
234      subroutine interpnir(escout,p,nlayer,escin,pin,nl)
235C
236C subroutine to perform linear interpolation in pressure from 1D profile
237C escin(nl) sampled on pressure grid pin(nl) to profile
238C escout(nlayer) on pressure grid p(nlayer).
239C
240      real escout(nlayer),p(nlayer)
241      real escin(nl),pin(nl),wm,wp
242      integer nl,nlayer,n1,n,nm,np
243      do n1=1,nlayer
244         if(p(n1) .gt. 1500. .or. p(n1) .lt. 1.0e-13) then
245            escout(n1) = 0.0
246         else
247            do n = 1,nl-1
248               if (p(n1).le.pin(n).and.p(n1).ge.pin(n+1)) then
249                  nm=n
250                  np=n+1
251                  wm=abs(pin(np)-p(n1))/(pin(nm)-pin(np))
252                  wp=1.0 - wm
253               endif
254            enddo
255            escout(n1) = escin(nm)*wm + escin(np)*wp
256         endif
257      enddo
258      return
259      end
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.