source: trunk/LMDZ.MARS/libf/phymars/thermcell_dqupdown.F90 @ 308

Last change on this file since 308 was 278, checked in by aslmd, 13 years ago

LMDZ.MARS and MESOSCALE: minor modification when printing diagnostics for (slightly) negative tracers. this is now only done if it is the case for the local quantity computed by thermals routines.

  • Property svn:executable set to *
File size: 10.0 KB
Line 
1      subroutine thermcell_dqupdown(ngrid,nlayer,ptimestep,fm0,entr0,  &
2     &    detr0,masse0,q_therm,dq_therm,ztvd,fm_down,ztv,charvar,lmax)
3      implicit none
4
5! #include "iniprint.h"
6!=======================================================================
7!
8!   Calcul du transport verticale dans la couche limite en presence
9!   de "thermiques" explicitement representes
10!   calcul du dq/dt une fois qu'on connait les ascendances
11!   Version modifiee pour prendre les downdrafts a la place de la
12!   subsidence compensatoire
13!=======================================================================
14
15#include "dimensions.h"
16#include "dimphys.h"
17
18! ============================ INPUTS ============================
19
20      INTEGER, INTENT(IN) :: ngrid,nlayer
21      REAL, INTENT(IN) :: ptimestep
22      REAL, INTENT(IN) :: fm0(ngridmx,nlayermx+1)
23      REAL, INTENT(IN) :: entr0(ngridmx,nlayermx),detr0(ngridmx,nlayermx)
24      REAL, INTENT(IN) :: q_therm(ngridmx,nlayermx)
25      REAL, INTENT(IN) :: fm_down(ngridmx,nlayermx+1)
26      REAL, INTENT(IN) :: ztvd(ngridmx,nlayermx)
27      REAL, INTENT(IN) :: ztv(ngridmx,nlayermx)
28      CHARACTER (LEN=20), INTENT(IN) :: charvar
29      REAL, INTENT(IN) :: masse0(ngridmx,nlayermx)
30      INTEGER, INTENT(IN) :: lmax(ngridmx)
31
32! ============================ OUTPUTS ===========================
33
34      REAL, INTENT(OUT) :: dq_therm(ngridmx,nlayermx)
35
36! ============================ LOCAL =============================
37
38!      REAL detr0(ngridmx,nlayermx)
39      REAL detrd(ngridmx,nlayermx)
40      REAL entrd(ngridmx,nlayermx)     
41      REAL fmd(ngridmx,nlayermx+1)
42      REAL q(ngridmx,nlayermx)
43      REAL qa(ngridmx,nlayermx)
44      REAL qd(ngridmx,nlayermx)
45      INTEGER ig,k
46      LOGICAL active(ngridmx,nlayermx)
47      INTEGER lmax_down(ngridmx),lmin_down(ngridmx)
48      INTEGER ncorec
49
50! =========== Init ==============================================
51
52      entrd(:,:)=0.
53      detrd(:,:)=0.
54      qa(:,:)=q_therm(:,:)
55      q(:,:)=q_therm(:,:)
56      qd(:,:)=q_therm(:,:)
57      active(:,:)=.false.
58
59! previous calculation of zdthl_down uses the divergence of fmd
60! so it can be negative without problem. Here we include the sign
61! of fmd in the equations, so it has to be positive
62!
63      fmd(:,:)=-fm_down(:,:)
64!
65!! ========== Entrainment, Detrainement and Mass =================
66!
67!! ========== DOWNDRAFT TRANSPORT DISABLED FOR NOW ===============
68!
69!      do ig=1,ngridmx
70!          if (ztv(ig,nlayermx)-ztvd(ig,nlayermx) .gt. 0.5) then
71!            print*,"downdraft non nul derniere couche !!! (dqupdown)"
72!          endif
73!          detrd(ig,nlayermx)=0.
74!          entrd(ig,nlayermx)=0.
75!      enddo
76!
77!      do k=nlayermx-1,1,-1
78!          do ig=1,ngridmx
79!
80!          if (ztv(ig,k)-ztvd(ig,k) .gt. 0.0001) then
81!          detrd(ig,k)=MAX(0.,(fmd(ig,k+1)*(ztv(ig,k)-ztvd(ig,k+1)))     &
82!     &    /(ztv(ig,k)-ztvd(ig,k)) - fmd(ig,k))
83!          entrd(ig,k)=MAX(0.,(fmd(ig,k+1)*(ztvd(ig,k)-ztvd(ig,k+1)))    &
84!     &    /(ztv(ig,k)-ztvd(ig,k)))     
85!
86!          endif
87!        enddo
88!      enddo
89!
90!! ======= We have computed entrainment and detrainment from a prescribed
91!! mass flux and potential temp profile. Due to the way downdraft are parametrized,
92!! this can yield negative entr and detr. We force it to be positive, but in
93!! order to conserve tracers, we need to recompute an adequate mass flux
94!! and modify interface rates, to preserve consistency.
95!      lmax_down(:)=1
96!      lmin_down(:)=1
97!
98!      do k=1,nlayermx
99!        do ig=1,ngridmx
100!        if ((entrd(ig,k).gt.0.) .or. (detrd(ig,k).gt.0.)) then
101!!         if (entrd(ig,k).gt.detrd(ig,k)) then
102!        lmax_down(ig)=min(k,lmax(ig))
103!        endif
104!        enddo
105!      enddo
106!      do k=nlayermx,1,-1
107!        do ig=1,ngridmx
108!        if ((entrd(ig,k).gt.0.) .or. (detrd(ig,k).gt.0.)) then
109!!         if (detrd(ig,k).gt.entrd(ig,k)) then
110!        lmin_down(ig)=k
111!        endif
112!        enddo
113!      enddo
114!
115!
116!      fmd(:,:)=0.
117!       
118!      do ig=1,ngridmx
119!          if ((lmax_down(ig).gt.1) .and. ((lmax_down(ig)-lmin_down(ig)).gt.1)) then
120!!          fmd(ig,lmax_down(ig))=0.
121!!          entrd(ig,lmax_down(ig))=detrd(ig,lmax_down(ig))
122!!          detrd(ig,lmax_down(ig))=0.
123!!           print*,lmin_down(ig),lmax_down(ig),lmax(ig)
124!
125!            fmd(ig,lmax_down(ig)+1)=0.
126!
127!      do k=lmax_down(ig),lmin_down(ig)+1,-1
128!            fmd(ig,k)=fmd(ig,k+1)+entrd(ig,k)-detrd(ig,k)
129!      enddo
130!           
131!            fmd(ig,lmin_down(ig))=0.
132!            detrd(ig,lmin_down(ig))=fmd(ig,lmin_down(ig)+1)+entrd(ig,lmin_down(ig))
133!
134!          else
135!           entrd(ig,:)=0.
136!           detrd(ig,:)=0.
137!           active(ig,:)=.false.
138!          endif
139!
140!      enddo
141!         ncorec=0
142!         do k=nlayermx,2,-1
143!         do ig=1,ngridmx
144!            if (fmd(ig,k).lt.0.) then
145!!               detrd(ig,k)=max(0.,detrd(ig,k)+fmd(ig,k-1))
146!!               fmd(ig,k-1)=0.
147!!               entrd(ig,k-1)=0.
148!!               detrd(ig,k-1)=0.
149!!               lmin_down(ig)=k-1
150!                fmd(ig,k)=fmd(ig,k+1)
151!                detrd(ig,k)=entrd(ig,k)
152!                ncorec=ncorec+1
153!!                fmd(ig,k)=0.
154!!                detrd(ig,k)=entrd(ig,k)+fmd(ig,k+1)
155!
156!            endif
157!         enddo
158!         enddo
159!
160!         if (ncorec .ne. 0) then
161!         print*, 'corrections for negative downward mass flux :',ncorec
162!         endif
163!         print*, lmin_down(:),lmax_down(:)
164!
165!      do k=2,nlayermx
166!      do ig=1,ngridmx
167!          active(ig,k)=(k.ge.lmin_down(ig)).and.(k.le.lmax_down(ig)) &
168!     & .and.(((fmd(ig,k)+detrd(ig,k))*ptimestep).gt.1.e-6*masse0(ig,k))
169!      enddo
170!      enddo
171!
172!
173!      do ig=1,ngridmx
174!      do k=lmin_down(ig),lmax_down(ig)
175!          if(.not.active(ig,k)) then
176!             active(ig,:)=.false.
177!          endif
178!      enddo
179!      enddo
180!
181!      if(charvar .eq. 'tke') then
182!      active(:,:)=.false.
183!      endif
184!
185!!      do ig=1,ngridmx
186!!         active(ig,lmax_down(ig))=(((fmd(ig,lmax_down(ig))+detrd(ig,lmax_down(ig)))* &
187!!     &       ptimestep).gt.1.e-8*masse0(ig,lmax_down(ig)))
188!!      enddo
189!!
190!!      do ig=1,ngridmx
191!!          if (lmax_down(ig).gt.1) then
192!!            do k=lmax_down(ig)-1,lmin_down(ig),-1
193!!            active(ig,k)=(((fmd(ig,k)+detrd(ig,k))* &
194!!     &       ptimestep).gt.1.e-8*masse0(ig,k)) &
195!!     &     .and. active(ig,k+1)
196!!            enddo
197!!          else
198!!            active(ig,:)=.false.
199!!          endif
200!!      enddo
201!!
202!! ========== qa : q in updraft ==================================
203!
204      do k=2,nlayermx
205         do ig=1,ngridmx
206            if ((fm0(ig,k+1)+detr0(ig,k))*ptimestep.gt.  &
207     &         1.e-5*masse0(ig,k)) then
208         qa(ig,k)=(fm0(ig,k)*qa(ig,k-1)+entr0(ig,k)*q(ig,k))  &
209     &         /(fm0(ig,k+1)+detr0(ig,k))
210
211            if ((qa(ig,k).lt.0.) .and. (charvar .ne. 'momentum')) then
212                 if ((q(ig,k) .gt. 0.) .and. ( q(ig,k) .gt. 1.e-15 )) then
213                   !! only print if it is the thermal scheme which makes qa<0
214                   print*,'qa<0 created by thermals!!!',charvar,ig,k,fm0(ig,k),qa(ig,k-1),entr0(ig,k),q(ig,k),fm0(ig,k+1),detr0(ig,k)
215                   print*,'---------> Cancelling qa'
216                 endif
217                 qa(ig,k)=q(ig,k)  !! no action of thermals in this case.
218            endif
219            else
220               qa(ig,k)=q(ig,k)
221            endif
222            enddo
223      enddo
224
225! ========== qd : q in downdraft =================================
226!
227!      do k=nlayermx-1,1,-1
228!         do ig=1,ngridmx
229!            if (active(ig,k)) then
230!         qd(ig,k)=(fmd(ig,k+1)*qd(ig,k+1)+entrd(ig,k)*q(ig,k))  &
231!     &         /(fmd(ig,k)+detrd(ig,k))
232!
233!            if ((qd(ig,k).lt.0.) .and. (charvar .ne. 'momentum')) then
234!     print*,'qd<0!!!',charvar,ig,k,fmd(ig,k),qd(ig,k),entrd(ig,k),q(ig,k),fmd(ig,k+1),detrd(ig,k),lmin_down(ig),lmax_down(ig)
235!     print*, '---------> cancelling qd, no downdraft for this gridpoint'
236!                     qd(ig,k)=q(ig,k)
237!                     active(ig,:)=.false.
238!            endif
239!            else
240!               qd(ig,k)=q(ig,k)
241!            endif
242!!          print*,'active,k,entr,detr,q,qd (down) :',active(ig,k),k,entrd(ig,k),detrd(ig,k),q(ig,k),qd(ig,k)
243!         enddo
244!      enddo
245!
246!
247! ====== dq ======================================================
248
249      do ig=1,ngridmx
250         if(active(ig,1)) then
251
252         dq_therm(ig,1)=(detr0(ig,1)*qa(ig,1)+detrd(ig,1)*qd(ig,1) &
253      &               +fm0(ig,2)*q(ig,2)   &
254      &               -entr0(ig,1)*q(ig,1)-entrd(ig,1)*q(ig,1)   &
255      &               -fmd(ig,2)*q(ig,1)) &
256      &               *ptimestep/masse0(ig,1)
257
258         else
259         dq_therm(ig,1)=(detr0(ig,1)*qa(ig,1)+fm0(ig,2)*q(ig,2) &
260      &               -entr0(ig,1)*q(ig,1)) &
261      &               *ptimestep/masse0(ig,1)
262
263         endif
264       enddo
265     
266       do k=2,nlayermx-1
267         do ig=1, ngridmx
268
269         if(active(ig,k)) then
270
271         dq_therm(ig,k)=(detr0(ig,k)*qa(ig,k)+detrd(ig,k)*qd(ig,k) &
272      &               +fm0(ig,k+1)*q(ig,k+1)+fmd(ig,k)*q(ig,k-1)   &
273      &               -entr0(ig,k)*q(ig,k)-entrd(ig,k)*q(ig,k)   &
274      &               -fm0(ig,k)*q(ig,k)-fmd(ig,k+1)*q(ig,k))      &
275      &               *ptimestep/masse0(ig,k)
276
277
278         else
279         dq_therm(ig,k)=(detr0(ig,k)*qa(ig,k)+fm0(ig,k+1)*q(ig,k+1) &
280      &               -entr0(ig,k)*q(ig,k)-fm0(ig,k)*q(ig,k))  &
281      &               *ptimestep/masse0(ig,k)
282
283
284         endif
285
286         enddo
287      enddo
288
289         do ig=1, ngridmx
290
291         if(active(ig,nlayermx)) then
292
293         dq_therm(ig,nlayermx)=(detr0(ig,nlayermx)*qa(ig,nlayermx)+detrd(ig,nlayermx)*qd(ig,nlayermx) &
294      &               +fmd(ig,nlayermx)*q(ig,nlayermx-1)   &
295      &         -entr0(ig,nlayermx)*q(ig,nlayermx)-entrd(ig,nlayermx)*q(ig,nlayermx)   &
296      &               -fm0(ig,nlayermx)*q(ig,nlayermx)) &
297      &               *ptimestep/masse0(ig,nlayermx)
298
299         else
300         dq_therm(ig,nlayermx)=(detr0(ig,nlayermx)*qa(ig,nlayermx) &
301      &             -entr0(ig,nlayermx)*q(ig,nlayermx)-fm0(ig,nlayermx)*q(ig,nlayermx)) &
302      &               *ptimestep/masse0(ig,nlayermx)
303         endif
304         
305         enddo
306      return
307      end
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.