[554] | 1 | !************************************************************ |
---|
| 2 | !************************************************************ |
---|
| 3 | ! |
---|
| 4 | ! YAMADA4 EARTH =>>> MARS VERSION |
---|
| 5 | ! Modifications by: A.C. 02-03-2012 (marked by 'MARS') |
---|
| 6 | ! Original version given by F.H. 01-03-2012 |
---|
| 7 | ! |
---|
| 8 | !************************************************************ |
---|
| 9 | !************************************************************ |
---|
[1036] | 10 | SUBROUTINE yamada4(ngrid,nlay,nq,dt,g,rconst,plev,temp |
---|
[554] | 11 | s ,zlev,zlay,u,v,phc,pq,cd,q2,km,kn,kq,ustar |
---|
[544] | 12 | s ,iflag_pbl) |
---|
[1036] | 13 | use tracer_mod, only: noms |
---|
[1224] | 14 | use turb_mod, only: l0 |
---|
[544] | 15 | IMPLICIT NONE |
---|
[554] | 16 | !....................................................................... |
---|
| 17 | ! MARS |
---|
[544] | 18 | #include "callkeys.h" |
---|
[554] | 19 | !....................................................................... |
---|
| 20 | ! |
---|
| 21 | ! dt : pas de temps |
---|
| 22 | ! g : g |
---|
| 23 | ! zlev : altitude a chaque niveau (interface inferieure de la couche |
---|
| 24 | ! de meme indice) |
---|
| 25 | ! zlay : altitude au centre de chaque couche |
---|
| 26 | ! u,v : vitesse au centre de chaque couche |
---|
| 27 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 28 | ! phc : temperature potentielle au centre de chaque couche |
---|
| 29 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 30 | ! cd : cdrag |
---|
| 31 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 32 | ! q2 : $q^2$ au bas de chaque couche |
---|
| 33 | ! (en entree : la valeur au debut du pas de temps) |
---|
| 34 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 35 | ! km : diffusivite turbulente de quantite de mouvement (au bas de chaque |
---|
| 36 | ! couche) |
---|
| 37 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 38 | ! kn : diffusivite turbulente des scalaires (au bas de chaque couche) |
---|
| 39 | ! (en sortie : la valeur a la fin du pas de temps) |
---|
| 40 | ! |
---|
| 41 | ! iflag_pbl doit valoir entre 6 et 9 |
---|
| 42 | ! l=6, on prend systematiquement une longueur d equilibre |
---|
| 43 | ! iflag_pbl=6 : MY 2.0 |
---|
| 44 | ! iflag_pbl=7 : MY 2.0.Fournier |
---|
| 45 | ! iflag_pbl=8 : MY 2.5 |
---|
| 46 | ! iflag_pbl>=9 : MY 2.5 avec diffusion verticale |
---|
| 47 | ! |
---|
| 48 | !....................................................................... |
---|
[544] | 49 | |
---|
[554] | 50 | REAL, INTENT(IN) :: dt,g,rconst |
---|
| 51 | REAL, INTENT(IN) :: u(ngrid,nlay) |
---|
| 52 | REAL, INTENT(IN) :: v(ngrid,nlay) |
---|
| 53 | REAL, INTENT(IN) :: phc(ngrid,nlay) |
---|
| 54 | REAL, INTENT(IN) :: cd(ngrid) |
---|
| 55 | REAL, INTENT(IN) :: temp(ngrid,nlay) |
---|
| 56 | REAL, INTENT(IN) :: plev(ngrid,nlay+1) |
---|
| 57 | REAL, INTENT(IN) :: ustar(ngrid) |
---|
| 58 | REAL, INTENT(IN) :: zlev(ngrid,nlay+1) |
---|
| 59 | REAL, INTENT(IN) :: zlay(ngrid,nlay) |
---|
| 60 | INTEGER, INTENT(IN) :: iflag_pbl,ngrid |
---|
| 61 | INTEGER, INTENT(IN) :: nlay |
---|
[1036] | 62 | INTEGER, INTENT(IN) :: nq |
---|
[554] | 63 | REAL, INTENT(INOUT) :: q2(ngrid,nlay+1) |
---|
| 64 | REAL, INTENT(OUT) :: km(ngrid,nlay+1) |
---|
| 65 | REAL, INTENT(OUT) :: kn(ngrid,nlay+1) |
---|
| 66 | REAL, INTENT(OUT) :: kq(ngrid,nlay+1) |
---|
| 67 | |
---|
| 68 | REAL kmin,qmin,pblhmin(ngrid),coriol(ngrid) |
---|
[544] | 69 | REAL unsdz(ngrid,nlay) |
---|
| 70 | REAL unsdzdec(ngrid,nlay+1) |
---|
| 71 | REAL kmpre(ngrid,nlay+1),tmp2 |
---|
| 72 | REAL mpre(ngrid,nlay+1) |
---|
[554] | 73 | REAL ff(ngrid,nlay+1),delta(ngrid,nlay+1) |
---|
| 74 | REAL aa(ngrid,nlay+1),aa0,aa1,qpre |
---|
[544] | 75 | |
---|
[554] | 76 | LOGICAL first |
---|
| 77 | INTEGER ipas,nlev |
---|
| 78 | SAVE first,ipas |
---|
| 79 | !FH/IM DATA first,ipas/.true.,0/ |
---|
| 80 | DATA first,ipas/.false.,0/ |
---|
| 81 | INTEGER ig,k |
---|
[544] | 82 | |
---|
| 83 | |
---|
[554] | 84 | REAL ri,zrif,zalpha,zsm,zsn |
---|
| 85 | REAL rif(ngrid,nlay+1),sm(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay) |
---|
[544] | 86 | |
---|
[554] | 87 | REAL m2(ngrid,nlay+1),dz(ngrid,nlay+1),zq,n2(ngrid,nlay+1) |
---|
| 88 | REAL dtetadz(ngrid,nlay+1) |
---|
| 89 | REAL m2cstat,mcstat,kmcstat |
---|
| 90 | REAL l(ngrid,nlay+1) |
---|
| 91 | REAL sq(ngrid),sqz(ngrid),zz(ngrid,nlay+1) |
---|
| 92 | INTEGER iter |
---|
[544] | 93 | |
---|
[554] | 94 | REAL ric,rifc,b1,kap |
---|
| 95 | SAVE ric,rifc,b1,kap |
---|
| 96 | DATA ric,rifc,b1,kap/0.195,0.191,16.6,0.4/ |
---|
| 97 | REAL frif,falpha,fsm |
---|
| 98 | REAL fl,zzz,zl0,zq2,zn2 |
---|
[544] | 99 | |
---|
[554] | 100 | REAL rino(ngrid,nlay+1),smyam(ngrid,nlay),styam(ngrid,nlay) |
---|
[544] | 101 | s ,lyam(ngrid,nlay),knyam(ngrid,nlay) |
---|
| 102 | s ,w2yam(ngrid,nlay),t2yam(ngrid,nlay) |
---|
[554] | 103 | LOGICAL,SAVE :: firstcall=.true. |
---|
[544] | 104 | frif(ri)=0.6588*(ri+0.1776-sqrt(ri*ri-0.3221*ri+0.03156)) |
---|
| 105 | falpha(ri)=1.318*(0.2231-ri)/(0.2341-ri) |
---|
| 106 | fsm(ri)=1.96*(0.1912-ri)*(0.2341-ri)/((1.-ri)*(0.2231-ri)) |
---|
| 107 | fl(zzz,zl0,zq2,zn2)= |
---|
| 108 | s max(min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
---|
| 109 | s ,0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.e-10))) ,1.) |
---|
| 110 | |
---|
| 111 | |
---|
[554] | 112 | ! MARS |
---|
| 113 | REAL,SAVE :: q2min,q2max,knmin,kmmin |
---|
| 114 | DATA q2min,q2max,knmin,kmmin/1.E-10,1.E+2,1.E-5,1.E-5/ |
---|
| 115 | INTEGER ico2,iq |
---|
| 116 | SAVE ico2 |
---|
| 117 | REAL m_co2, m_noco2, A , B |
---|
| 118 | SAVE A, B |
---|
| 119 | REAL teta(ngrid,nlay) |
---|
[1036] | 120 | REAL pq(ngrid,nlay,nq) |
---|
[652] | 121 | REAL kminfact |
---|
| 122 | INTEGER i |
---|
| 123 | REAL ztimestep |
---|
| 124 | INTEGER, SAVE :: ndt |
---|
[554] | 125 | |
---|
[544] | 126 | nlev=nlay+1 |
---|
| 127 | |
---|
[554] | 128 | c....................................................................... |
---|
| 129 | c Initialization |
---|
| 130 | c....................................................................... |
---|
[544] | 131 | |
---|
[554] | 132 | if(firstcall) then |
---|
| 133 | ico2=0 |
---|
| 134 | if (tracer) then |
---|
| 135 | ! Prepare Special treatment if one of the tracers is CO2 gas |
---|
[1036] | 136 | do iq=1,nq |
---|
[554] | 137 | if (noms(iq).eq."co2") then |
---|
| 138 | ico2=iq |
---|
| 139 | m_co2 = 44.01E-3 ! CO2 molecular mass (kg/mol) |
---|
| 140 | m_noco2 = 33.37E-3 ! Non condensible mol mass (kg/mol) |
---|
| 141 | ! Compute A and B coefficient use to compute |
---|
| 142 | ! mean molecular mass Mair defined by |
---|
| 143 | ! 1/Mair = q(ico2)/m_co2 + (1-q(ico2))/m_noco2 |
---|
| 144 | ! 1/Mair = A*q(ico2) + B |
---|
| 145 | A =(1/m_co2 - 1/m_noco2) |
---|
| 146 | B=1/m_noco2 |
---|
| 147 | end if |
---|
| 148 | enddo |
---|
| 149 | endif |
---|
[652] | 150 | ndt=ceiling(3840./(3699.*24./dt)) |
---|
[554] | 151 | firstcall=.false. |
---|
| 152 | endif !of if firstcall |
---|
| 153 | |
---|
| 154 | c....................................................................... |
---|
| 155 | c Special treatment for co2 |
---|
| 156 | c....................................................................... |
---|
| 157 | |
---|
[652] | 158 | ! if (ico2.ne.0) then |
---|
| 159 | !! Special case if one of the tracers is CO2 gas |
---|
| 160 | ! DO k=1,nlay |
---|
| 161 | ! DO ig=1,ngrid |
---|
| 162 | ! teta(ig,k) = phc(ig,k)*(A*pq(ig,k,ico2)+B) |
---|
| 163 | ! ENDDO |
---|
| 164 | ! ENDDO |
---|
| 165 | ! else |
---|
[554] | 166 | teta(:,:)=phc(:,:) |
---|
[652] | 167 | ! end if |
---|
[554] | 168 | |
---|
[544] | 169 | if (.not.(iflag_pbl.ge.6.and.iflag_pbl.le.10)) then |
---|
| 170 | stop'probleme de coherence dans appel a MY' |
---|
| 171 | endif |
---|
| 172 | |
---|
| 173 | ipas=ipas+1 |
---|
[554] | 174 | ! MARS |
---|
| 175 | ! if (0.eq.1.and.first) then |
---|
| 176 | ! do ig=1,1000 |
---|
| 177 | ! ri=(ig-800.)/500. |
---|
| 178 | ! if (ri.lt.ric) then |
---|
| 179 | ! zrif=frif(ri) |
---|
| 180 | ! else |
---|
| 181 | ! zrif=rifc |
---|
| 182 | ! endif |
---|
| 183 | ! if(zrif.lt.0.16) then |
---|
| 184 | ! zalpha=falpha(zrif) |
---|
| 185 | ! zsm=fsm(zrif) |
---|
| 186 | ! else |
---|
| 187 | ! zalpha=1.12 |
---|
| 188 | ! zsm=0.085 |
---|
| 189 | ! endif |
---|
| 190 | ! print*,ri,rif,zalpha,zsm |
---|
| 191 | ! enddo |
---|
| 192 | ! endif |
---|
[544] | 193 | |
---|
[554] | 194 | !....................................................................... |
---|
| 195 | ! les increments verticaux |
---|
| 196 | !....................................................................... |
---|
| 197 | ! |
---|
| 198 | !!!!!! allerte !!!!! |
---|
| 199 | !!!!!! zlev n'est pas declare a nlev !!!!! |
---|
| 200 | !!!!!! ----> |
---|
| 201 | ! MARS |
---|
| 202 | ! |
---|
| 203 | ! DO ig=1,ngrid |
---|
| 204 | ! zlev(ig,nlev)=zlay(ig,nlay) |
---|
| 205 | ! & +( zlay(ig,nlay) - zlev(ig,nlev-1) ) |
---|
| 206 | ! ENDDO |
---|
| 207 | !!!!! <---- |
---|
| 208 | !!!!! allerte !!!!! |
---|
| 209 | |
---|
[544] | 210 | DO k=1,nlay |
---|
| 211 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 212 | unsdz(ig,k)=1.E+0/(zlev(ig,k+1)-zlev(ig,k)) |
---|
| 213 | ENDDO |
---|
| 214 | ENDDO |
---|
| 215 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 216 | unsdzdec(ig,1)=1.E+0/(zlay(ig,1)-zlev(ig,1)) |
---|
| 217 | ENDDO |
---|
| 218 | DO k=2,nlay |
---|
| 219 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 220 | unsdzdec(ig,k)=1.E+0/(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 221 | ENDDO |
---|
| 222 | ENDDO |
---|
| 223 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 224 | unsdzdec(ig,nlay+1)=1.E+0/(zlev(ig,nlay+1)-zlay(ig,nlay)) |
---|
| 225 | ENDDO |
---|
[554] | 226 | ! |
---|
| 227 | !....................................................................... |
---|
[544] | 228 | |
---|
| 229 | do k=2,nlay |
---|
| 230 | do ig=1,ngrid |
---|
| 231 | dz(ig,k)=zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1) |
---|
| 232 | m2(ig,k)=((u(ig,k)-u(ig,k-1))**2+(v(ig,k)-v(ig,k-1))**2) |
---|
| 233 | s /(dz(ig,k)*dz(ig,k)) |
---|
| 234 | dtetadz(ig,k)=(teta(ig,k)-teta(ig,k-1))/dz(ig,k) |
---|
| 235 | n2(ig,k)=g*2.*dtetadz(ig,k)/(teta(ig,k-1)+teta(ig,k)) |
---|
[554] | 236 | ! n2(ig,k)=0. |
---|
[544] | 237 | ri=n2(ig,k)/max(m2(ig,k),1.e-10) |
---|
| 238 | if (ri.lt.ric) then |
---|
| 239 | rif(ig,k)=frif(ri) |
---|
| 240 | else |
---|
| 241 | rif(ig,k)=rifc |
---|
| 242 | endif |
---|
| 243 | if(rif(ig,k).lt.0.16) then |
---|
| 244 | alpha(ig,k)=falpha(rif(ig,k)) |
---|
| 245 | sm(ig,k)=fsm(rif(ig,k)) |
---|
| 246 | else |
---|
| 247 | alpha(ig,k)=1.12 |
---|
| 248 | sm(ig,k)=0.085 |
---|
| 249 | endif |
---|
| 250 | zz(ig,k)=b1*m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
[554] | 251 | ! print*,'RIF L=',k,rif(ig,k),ri*alpha(ig,k) |
---|
[544] | 252 | |
---|
| 253 | |
---|
| 254 | enddo |
---|
| 255 | enddo |
---|
| 256 | |
---|
| 257 | |
---|
[554] | 258 | !==================================================================== |
---|
| 259 | ! Au premier appel, on determine l et q2 de facon iterative. |
---|
| 260 | ! iterration pour determiner la longueur de melange |
---|
[544] | 261 | |
---|
| 262 | |
---|
| 263 | if (first.or.iflag_pbl.eq.6) then |
---|
| 264 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 265 | ! MARS |
---|
| 266 | ! l0(ig)=10. |
---|
[544] | 267 | l0(ig)=160. |
---|
| 268 | enddo |
---|
| 269 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 270 | do ig=1,ngrid |
---|
| 271 | l(ig,k)=l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
---|
| 272 | enddo |
---|
| 273 | enddo |
---|
| 274 | |
---|
| 275 | do iter=1,10 |
---|
| 276 | do ig=1,ngrid |
---|
| 277 | sq(ig)=1.e-10 |
---|
| 278 | sqz(ig)=1.e-10 |
---|
| 279 | enddo |
---|
| 280 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 281 | do ig=1,ngrid |
---|
| 282 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
| 283 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
| 284 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 285 | sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 286 | sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 287 | enddo |
---|
| 288 | enddo |
---|
| 289 | do ig=1,ngrid |
---|
| 290 | l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
---|
[554] | 291 | ! l0(ig)=30. |
---|
[544] | 292 | enddo |
---|
[554] | 293 | ! print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
---|
[544] | 294 | |
---|
| 295 | enddo |
---|
| 296 | |
---|
[554] | 297 | ! print*,'Fin de l initialisation de q2 et l0' |
---|
[544] | 298 | |
---|
| 299 | endif ! first |
---|
| 300 | |
---|
[554] | 301 | !==================================================================== |
---|
| 302 | ! Calcul de la longueur de melange. |
---|
| 303 | !==================================================================== |
---|
[544] | 304 | |
---|
[554] | 305 | ! Mise a jour de l0 |
---|
[544] | 306 | do ig=1,ngrid |
---|
| 307 | sq(ig)=1.e-10 |
---|
| 308 | sqz(ig)=1.e-10 |
---|
| 309 | enddo |
---|
| 310 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 311 | do ig=1,ngrid |
---|
| 312 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 313 | sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 314 | sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 315 | enddo |
---|
| 316 | enddo |
---|
| 317 | do ig=1,ngrid |
---|
| 318 | l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
---|
[554] | 319 | ! l0(ig)=30. |
---|
[544] | 320 | enddo |
---|
[554] | 321 | ! print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
---|
| 322 | ! calcul de l(z) |
---|
[544] | 323 | do k=2,nlay |
---|
| 324 | do ig=1,ngrid |
---|
| 325 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
| 326 | if(first) then |
---|
| 327 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
| 328 | endif |
---|
| 329 | enddo |
---|
| 330 | enddo |
---|
| 331 | |
---|
[554] | 332 | !==================================================================== |
---|
| 333 | ! Yamada 2.0 |
---|
| 334 | !==================================================================== |
---|
[544] | 335 | if (iflag_pbl.eq.6) then |
---|
| 336 | |
---|
| 337 | do k=2,nlay |
---|
| 338 | do ig=1,ngrid |
---|
| 339 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
| 340 | enddo |
---|
| 341 | enddo |
---|
| 342 | |
---|
| 343 | |
---|
| 344 | else if (iflag_pbl.eq.7) then |
---|
[554] | 345 | !==================================================================== |
---|
| 346 | ! Yamada 2.Fournier |
---|
| 347 | !==================================================================== |
---|
[544] | 348 | |
---|
[554] | 349 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
[544] | 350 | do k=2,nlay |
---|
| 351 | do ig=1,ngrid |
---|
| 352 | c print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
| 353 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
| 354 | kmpre(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
| 355 | mpre(ig,k)=sqrt(m2(ig,k)) |
---|
| 356 | c print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
| 357 | enddo |
---|
| 358 | enddo |
---|
| 359 | |
---|
| 360 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 361 | do ig=1,ngrid |
---|
| 362 | m2cstat=max(alpha(ig,k)*n2(ig,k)+delta(ig,k)/b1,1.e-12) |
---|
| 363 | mcstat=sqrt(m2cstat) |
---|
| 364 | |
---|
[554] | 365 | ! print*,'M2 L=',k,mpre(ig,k),mcstat |
---|
| 366 | ! |
---|
| 367 | ! -----{puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m |
---|
| 368 | ! supposee en q3} |
---|
| 369 | ! |
---|
[544] | 370 | IF (k.eq.2) THEN |
---|
| 371 | kmcstat=1.E+0 / mcstat |
---|
| 372 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) |
---|
| 373 | & *mpre(ig,k+1) |
---|
| 374 | & +unsdz(ig,k-1) |
---|
| 375 | & *cd(ig) |
---|
| 376 | & *( sqrt(u(ig,3)**2+v(ig,3)**2) |
---|
| 377 | & -mcstat/unsdzdec(ig,k) |
---|
| 378 | & -mpre(ig,k+1)/unsdzdec(ig,k+1) )**2) |
---|
| 379 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
| 380 | ELSE |
---|
| 381 | kmcstat=1.E+0 / mcstat |
---|
| 382 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) |
---|
| 383 | & *mpre(ig,k+1) |
---|
| 384 | & +unsdz(ig,k-1)*kmpre(ig,k-1) |
---|
| 385 | & *mpre(ig,k-1) ) |
---|
| 386 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
| 387 | ENDIF |
---|
[554] | 388 | ! print*,'T2 L=',k,tmp2 |
---|
[544] | 389 | tmp2=kmcstat |
---|
| 390 | & /( sm(ig,k)/q2(ig,k) ) |
---|
| 391 | & /l(ig,k) |
---|
[554] | 392 | |
---|
[544] | 393 | ! MARS |
---|
[554] | 394 | ! q2(ig,k)=max(tmp2,1.e-12)**(2./3.) |
---|
| 395 | q2(ig,k)=max(q2min,max(tmp2,1.e-12)**(2./3.)) |
---|
| 396 | |
---|
| 397 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k) |
---|
| 398 | ! |
---|
[544] | 399 | enddo |
---|
| 400 | enddo |
---|
| 401 | |
---|
| 402 | else if (iflag_pbl.ge.8) then |
---|
[554] | 403 | !==================================================================== |
---|
| 404 | ! Yamada 2.5 a la Didi |
---|
| 405 | !==================================================================== |
---|
[544] | 406 | |
---|
[652] | 407 | ztimestep=dt/real(ndt) |
---|
| 408 | do i=1,ndt |
---|
[544] | 409 | |
---|
[554] | 410 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
[544] | 411 | do k=2,nlay |
---|
[652] | 412 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 413 | ! print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
[544] | 414 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
| 415 | if (delta(ig,k).lt.1.e-20) then |
---|
[554] | 416 | ! print*,'ATTENTION L=',k,' Delta=',delta(ig,k) |
---|
[544] | 417 | delta(ig,k)=1.e-20 |
---|
| 418 | endif |
---|
| 419 | km(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
| 420 | aa0= |
---|
| 421 | s (m2(ig,k)-alpha(ig,k)*n2(ig,k)-delta(ig,k)/b1) |
---|
| 422 | aa1= |
---|
| 423 | s (m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))-delta(ig,k)/b1) |
---|
[554] | 424 | ! abder print*,'AA L=',k,aa0,aa1,aa1/max(m2(ig,k),1.e-20) |
---|
[652] | 425 | aa(ig,k)=aa1*ztimestep/(delta(ig,k)*l(ig,k)) |
---|
[554] | 426 | ! print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
[544] | 427 | qpre=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 428 | if (iflag_pbl.eq.8 ) then |
---|
| 429 | if (aa(ig,k).gt.0.) then |
---|
| 430 | q2(ig,k)=(qpre+aa(ig,k)*qpre*qpre)**2 |
---|
| 431 | else |
---|
| 432 | q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
| 433 | endif |
---|
| 434 | else ! iflag_pbl=9 |
---|
| 435 | if (aa(ig,k)*qpre.gt.0.9) then |
---|
| 436 | q2(ig,k)=(qpre*10.)**2 |
---|
| 437 | else |
---|
| 438 | q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
| 439 | endif |
---|
| 440 | endif |
---|
[554] | 441 | |
---|
[544] | 442 | ! MARS |
---|
| 443 | q2(ig,k)=min(max(q2(ig,k),q2min),q2max) |
---|
[554] | 444 | ! q2(ig,k)=min(max(q2(ig,k),1.e-10),1.e4) |
---|
| 445 | |
---|
| 446 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k),qpre*qpre |
---|
[652] | 447 | enddo |
---|
[544] | 448 | enddo |
---|
| 449 | |
---|
[554] | 450 | ! MARS |
---|
[544] | 451 | q2(:,nlay+1)=q2(:,nlay) |
---|
[554] | 452 | |
---|
[652] | 453 | if (iflag_pbl .eq. 9) then |
---|
| 454 | do k=2,nlay |
---|
| 455 | do ig=1,ngrid |
---|
| 456 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 457 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
| 458 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
| 459 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
| 460 | enddo |
---|
| 461 | enddo |
---|
[1046] | 462 | ! boundary conditions for km |
---|
| 463 | km(:,nlay+1)=0 |
---|
| 464 | km(:,1)=km(:,2) ! km(:,1)=0 |
---|
| 465 | ! boundary conditions for kn |
---|
| 466 | kn(:,nlay+1)=0 |
---|
| 467 | kn(:,1)=kn(:,2) ! kn(:,1)=0 |
---|
| 468 | ! boundary conditions for kq |
---|
| 469 | kq(:,nlay+1)=0 ! zero at top of atmosphere |
---|
| 470 | kq(:,1)=kq(:,2) ! no gradient at surface |
---|
[652] | 471 | |
---|
| 472 | q2(:,1)=q2(:,2) |
---|
| 473 | call vdif_q2(ztimestep,g,rconst,ngrid,nlay,plev,temp,kq,q2) |
---|
| 474 | |
---|
| 475 | endif ! of if iflag_pbl eq 9 |
---|
| 476 | |
---|
| 477 | enddo !of i=1,ndt |
---|
| 478 | |
---|
[544] | 479 | endif ! Fin du cas 8 |
---|
| 480 | |
---|
[554] | 481 | ! print*,'OK8' |
---|
[544] | 482 | |
---|
[554] | 483 | !==================================================================== |
---|
| 484 | ! Calcul des coefficients de melange |
---|
| 485 | !==================================================================== |
---|
[652] | 486 | if (iflag_pbl .ne. 9) then |
---|
[544] | 487 | do k=2,nlay |
---|
[554] | 488 | ! print*,'k=',k |
---|
[544] | 489 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 490 | !abde print*,'KML=',l(ig,k),q2(ig,k),sm(ig,k) |
---|
[544] | 491 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 492 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
| 493 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
| 494 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
[554] | 495 | ! print*,'KML=',km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
[544] | 496 | enddo |
---|
| 497 | enddo |
---|
[554] | 498 | |
---|
[544] | 499 | ! MARS |
---|
| 500 | km(:,nlay+1)=km(:,nlay) |
---|
| 501 | kn(:,nlay+1)=kn(:,nlay) |
---|
| 502 | kq(:,nlay+1)=kq(:,nlay) |
---|
| 503 | |
---|
| 504 | ! Transport diffusif vertical de la TKE. |
---|
[652] | 505 | ! if (iflag_pbl.ge.9) then |
---|
| 506 | !! print*,'YAMADA VDIF' |
---|
| 507 | ! q2(:,1)=q2(:,2) |
---|
| 508 | ! call vdif_q2(dt,g,rconst,ngrid,nlay,plev,temp,kq,q2) |
---|
| 509 | ! endif |
---|
| 510 | |
---|
[544] | 511 | endif |
---|
| 512 | |
---|
[554] | 513 | ! Traitement des cas noctrunes avec l'introduction d'une longueur |
---|
| 514 | ! minilale. |
---|
| 515 | ! |
---|
| 516 | !==================================================================== |
---|
| 517 | ! Traitement particulier pour les cas tres stables. |
---|
| 518 | ! D'apres Holtslag Boville. |
---|
[544] | 519 | |
---|
[652] | 520 | ! MARS |
---|
| 521 | ! callkmin=.true. |
---|
| 522 | ! call getin("callkmin",callkmin) |
---|
| 523 | ! IF (callkmin) THEN |
---|
| 524 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 525 | ! coriol(ig)=1.e-4 |
---|
| 526 | ! pblhmin(ig)=0.07*ustar(ig)/max(abs(coriol(ig)),2.546e-5) |
---|
[652] | 527 | |
---|
| 528 | if (ngrid .eq. 1) then |
---|
| 529 | kminfact=0.3 |
---|
| 530 | else |
---|
| 531 | kminfact=0.45 |
---|
| 532 | endif |
---|
| 533 | |
---|
| 534 | pblhmin(ig)=kminfact*0.07*MAX(ustar(ig),1.e-3)/1.e-4 |
---|
| 535 | enddo |
---|
[544] | 536 | ! print*,'pblhmin ',pblhmin |
---|
[554] | 537 | !CTest a remettre 21 11 02 |
---|
| 538 | ! test abd 13 05 02 if(0.eq.1) then |
---|
| 539 | ! if(0.eq.1) then |
---|
[652] | 540 | do k=2,nlay |
---|
| 541 | do ig=1,ngrid |
---|
| 542 | if (teta(ig,2).gt.teta(ig,1)) then |
---|
| 543 | qmin=ustar(ig)*(max(1.-zlev(ig,k)/pblhmin(ig),0.))**2 |
---|
[554] | 544 | ! kmin=kap*zlev(ig,k)*qmin |
---|
[652] | 545 | kmin=fl(zlev(ig,k),l0(ig),qmin**2,n2(ig,k))*qmin |
---|
| 546 | else |
---|
| 547 | kmin=-1. ! kmin n'est utilise que pour les SL stables. |
---|
| 548 | endif |
---|
| 549 | if (kn(ig,k).lt.kmin.or.km(ig,k).lt.kmin) then |
---|
[554] | 550 | ! print*,'Seuil min Km K=',k,kmin,km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
| 551 | ! s ,sqrt(q2(ig,k)),pblhmin(ig),qmin/sm(ig,k) |
---|
| 552 | ! kn(ig,k)=kmin |
---|
| 553 | ! km(ig,k)=kmin |
---|
| 554 | ! kq(ig,k)=kmin |
---|
[652] | 555 | |
---|
| 556 | kn(ig,k)=kmin*alpha(ig,k) |
---|
| 557 | km(ig,k)=kmin |
---|
| 558 | kq(ig,k)=kmin*0.2 |
---|
[554] | 559 | ! la longueur de melange est suposee etre l= kap z |
---|
| 560 | ! K=l q Sm d'ou q2=(K/l Sm)**2 |
---|
| 561 | ! q2(ig,k)=(qmin/sm(ig,k))**2 |
---|
[652] | 562 | q2(ig,k)=(kmin/ |
---|
| 563 | & (fl(zlev(ig,k),l0(ig),qmin**2,n2(ig,k))*sm(ig,k)))**2 |
---|
| 564 | endif |
---|
| 565 | enddo |
---|
| 566 | enddo |
---|
[554] | 567 | ! endif |
---|
[544] | 568 | |
---|
[652] | 569 | ! ENDIF |
---|
| 570 | |
---|
[554] | 571 | ! Diagnostique pour stokage |
---|
[544] | 572 | |
---|
| 573 | if(1.eq.0)then |
---|
| 574 | rino=rif |
---|
| 575 | smyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 576 | styam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 577 | lyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 578 | knyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 579 | w2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 580 | t2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 581 | |
---|
| 582 | smyam(1:ngrid,2:nlay)=sm(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 583 | styam(1:ngrid,2:nlay)=sm(1:ngrid,2:nlay)*alpha(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 584 | lyam(1:ngrid,2:nlay)=l(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 585 | knyam(1:ngrid,2:nlay)=kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 586 | |
---|
[554] | 587 | ! Estimations de w'2 et T'2 d'apres Abdela et McFarlane |
---|
[544] | 588 | |
---|
| 589 | w2yam(1:ngrid,2:nlay)=q2(1:ngrid,2:nlay)*0.24 |
---|
| 590 | s +lyam(1:ngrid,2:nlay)*5.17*kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 591 | s *n2(1:ngrid,2:nlay)/sqrt(q2(1:ngrid,2:nlay)) |
---|
| 592 | |
---|
| 593 | t2yam(1:ngrid,2:nlay)=9.1*kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 594 | s *dtetadz(1:ngrid,2:nlay)**2 |
---|
| 595 | s /sqrt(q2(1:ngrid,2:nlay))*lyam(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 596 | endif |
---|
| 597 | |
---|
[554] | 598 | ! print*,'OKFIN' |
---|
[544] | 599 | first=.false. |
---|
| 600 | return |
---|
| 601 | end |
---|
[690] | 602 | SUBROUTINE vdif_q2(timestep,gravity,rconst,ngrid,nlay |
---|
| 603 | & ,plev,temp,kmy,q2) |
---|
[544] | 604 | IMPLICIT NONE |
---|
[554] | 605 | !....................................................................... |
---|
| 606 | ! MARS |
---|
[544] | 607 | #include "callkeys.h" |
---|
[554] | 608 | !....................................................................... |
---|
| 609 | ! |
---|
| 610 | ! dt : pas de temps |
---|
| 611 | ! |
---|
| 612 | REAL plev(ngrid,nlay+1) |
---|
| 613 | REAL temp(ngrid,nlay) |
---|
| 614 | REAL timestep |
---|
| 615 | REAL gravity,rconst |
---|
| 616 | REAL kstar(ngrid,nlay+1),zz |
---|
| 617 | REAL kmy(ngrid,nlay+1) |
---|
| 618 | REAL q2(ngrid,nlay+1) |
---|
| 619 | REAL deltap(ngrid,nlay+1) |
---|
| 620 | REAL denom(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay+1),beta(ngrid,nlay+1) |
---|
| 621 | INTEGER ngrid,nlay |
---|
[544] | 622 | |
---|
[554] | 623 | INTEGER i,k |
---|
[544] | 624 | |
---|
| 625 | ! print*,'RD=',rconst |
---|
| 626 | do k=1,nlay |
---|
| 627 | do i=1,ngrid |
---|
[554] | 628 | ! test |
---|
[544] | 629 | ! print*,'i,k',i,k |
---|
| 630 | ! print*,'temp(i,k)=',temp(i,k) |
---|
| 631 | ! print*,'(plev(i,k)-plev(i,k+1))=',plev(i,k),plev(i,k+1) |
---|
| 632 | zz=(plev(i,k)+plev(i,k+1))*gravity/(rconst*temp(i,k)) |
---|
| 633 | kstar(i,k)=0.125*(kmy(i,k+1)+kmy(i,k))*zz*zz |
---|
| 634 | s /(plev(i,k)-plev(i,k+1))*timestep |
---|
| 635 | enddo |
---|
| 636 | enddo |
---|
| 637 | |
---|
| 638 | do k=2,nlay |
---|
| 639 | do i=1,ngrid |
---|
| 640 | deltap(i,k)=0.5*(plev(i,k-1)-plev(i,k+1)) |
---|
| 641 | enddo |
---|
| 642 | enddo |
---|
| 643 | do i=1,ngrid |
---|
| 644 | deltap(i,1)=0.5*(plev(i,1)-plev(i,2)) |
---|
| 645 | deltap(i,nlay+1)=0.5*(plev(i,nlay)-plev(i,nlay+1)) |
---|
| 646 | denom(i,nlay+1)=deltap(i,nlay+1)+kstar(i,nlay) |
---|
| 647 | alpha(i,nlay+1)=deltap(i,nlay+1)*q2(i,nlay+1)/denom(i,nlay+1) |
---|
| 648 | beta(i,nlay+1)=kstar(i,nlay)/denom(i,nlay+1) |
---|
| 649 | enddo |
---|
| 650 | |
---|
| 651 | do k=nlay,2,-1 |
---|
| 652 | do i=1,ngrid |
---|
| 653 | denom(i,k)=deltap(i,k)+(1.-beta(i,k+1))* |
---|
| 654 | s kstar(i,k)+kstar(i,k-1) |
---|
[554] | 655 | ! correction d'un bug 10 01 2001 |
---|
[544] | 656 | alpha(i,k)=(q2(i,k)*deltap(i,k) |
---|
| 657 | s +kstar(i,k)*alpha(i,k+1))/denom(i,k) |
---|
| 658 | beta(i,k)=kstar(i,k-1)/denom(i,k) |
---|
| 659 | enddo |
---|
| 660 | enddo |
---|
| 661 | |
---|
[554] | 662 | ! Si on recalcule q2(1) |
---|
[544] | 663 | if(1.eq.0) then |
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| 664 | do i=1,ngrid |
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| 665 | denom(i,1)=deltap(i,1)+(1-beta(i,2))*kstar(i,1) |
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| 666 | q2(i,1)=(q2(i,1)*deltap(i,1) |
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| 667 | s +kstar(i,1)*alpha(i,2))/denom(i,1) |
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| 668 | enddo |
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| 669 | endif |
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[554] | 670 | ! sinon, on peut sauter cette boucle... |
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[544] | 671 | |
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| 672 | do k=2,nlay+1 |
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| 673 | do i=1,ngrid |
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| 674 | q2(i,k)=alpha(i,k)+beta(i,k)*q2(i,k-1) |
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| 675 | enddo |
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| 676 | enddo |
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| 677 | |
---|
| 678 | return |
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| 679 | end |
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| 680 | SUBROUTINE vdif_q2e(timestep,gravity,rconst,ngrid,nlay, |
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| 681 | & plev,temp,kmy,q2) |
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| 682 | IMPLICIT NONE |
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[554] | 683 | !....................................................................... |
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| 684 | ! MARS |
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[544] | 685 | #include "callkeys.h" |
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[554] | 686 | !....................................................................... |
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| 687 | ! |
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| 688 | ! dt : pas de temps |
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[544] | 689 | |
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[554] | 690 | REAL plev(ngrid,nlay+1) |
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| 691 | REAL temp(ngrid,nlay) |
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| 692 | REAL timestep |
---|
| 693 | REAL gravity,rconst |
---|
| 694 | REAL kstar(ngrid,nlay+1),zz |
---|
| 695 | REAL kmy(ngrid,nlay+1) |
---|
| 696 | REAL q2(ngrid,nlay+1) |
---|
| 697 | REAL deltap(ngrid,nlay+1) |
---|
| 698 | REAL denom(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay+1),beta(ngrid,nlay+1) |
---|
| 699 | INTEGER ngrid,nlay |
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[544] | 700 | |
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[554] | 701 | INTEGER i,k |
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[544] | 702 | |
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| 703 | do k=1,nlay |
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| 704 | do i=1,ngrid |
---|
| 705 | zz=(plev(i,k)+plev(i,k+1))*gravity/(rconst*temp(i,k)) |
---|
| 706 | kstar(i,k)=0.125*(kmy(i,k+1)+kmy(i,k))*zz*zz |
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| 707 | s /(plev(i,k)-plev(i,k+1))*timestep |
---|
| 708 | enddo |
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| 709 | enddo |
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| 710 | |
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| 711 | do k=2,nlay |
---|
| 712 | do i=1,ngrid |
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| 713 | deltap(i,k)=0.5*(plev(i,k-1)-plev(i,k+1)) |
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| 714 | enddo |
---|
| 715 | enddo |
---|
| 716 | do i=1,ngrid |
---|
| 717 | deltap(i,1)=0.5*(plev(i,1)-plev(i,2)) |
---|
| 718 | deltap(i,nlay+1)=0.5*(plev(i,nlay)-plev(i,nlay+1)) |
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| 719 | enddo |
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| 720 | |
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| 721 | do k=nlay,2,-1 |
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| 722 | do i=1,ngrid |
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| 723 | q2(i,k)=q2(i,k)+ |
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| 724 | s ( kstar(i,k)*(q2(i,k+1)-q2(i,k)) |
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| 725 | s -kstar(i,k-1)*(q2(i,k)-q2(i,k-1)) ) |
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| 726 | s /deltap(i,k) |
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| 727 | enddo |
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| 728 | enddo |
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| 729 | |
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| 730 | do i=1,ngrid |
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| 731 | q2(i,1)=q2(i,1)+ |
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| 732 | s ( kstar(i,1)*(q2(i,2)-q2(i,1)) |
---|
| 733 | s ) |
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| 734 | s /deltap(i,1) |
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| 735 | q2(i,nlay+1)=q2(i,nlay+1)+ |
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| 736 | s ( |
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| 737 | s -kstar(i,nlay)*(q2(i,nlay+1)-q2(i,nlay)) ) |
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| 738 | s /deltap(i,nlay+1) |
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| 739 | enddo |
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| 740 | |
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| 741 | return |
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| 742 | end |
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