[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 |
---|
[1774] | 124 | INTEGER :: ndt |
---|
[554] | 125 | |
---|
[544] | 126 | nlev=nlay+1 |
---|
| 127 | |
---|
[554] | 128 | c....................................................................... |
---|
| 129 | c Initialization |
---|
| 130 | c....................................................................... |
---|
[544] | 131 | |
---|
[1774] | 132 | !! firstcall: OK absolute |
---|
[554] | 133 | if(firstcall) then |
---|
| 134 | ico2=0 |
---|
| 135 | if (tracer) then |
---|
| 136 | ! Prepare Special treatment if one of the tracers is CO2 gas |
---|
[1036] | 137 | do iq=1,nq |
---|
[554] | 138 | if (noms(iq).eq."co2") then |
---|
| 139 | ico2=iq |
---|
| 140 | m_co2 = 44.01E-3 ! CO2 molecular mass (kg/mol) |
---|
| 141 | m_noco2 = 33.37E-3 ! Non condensible mol mass (kg/mol) |
---|
| 142 | ! Compute A and B coefficient use to compute |
---|
| 143 | ! mean molecular mass Mair defined by |
---|
| 144 | ! 1/Mair = q(ico2)/m_co2 + (1-q(ico2))/m_noco2 |
---|
| 145 | ! 1/Mair = A*q(ico2) + B |
---|
| 146 | A =(1/m_co2 - 1/m_noco2) |
---|
| 147 | B=1/m_noco2 |
---|
| 148 | end if |
---|
| 149 | enddo |
---|
| 150 | endif |
---|
[1774] | 151 | firstcall=.false. |
---|
[554] | 152 | endif !of if firstcall |
---|
| 153 | |
---|
[1774] | 154 | !! AS: moved out of firstcall to allow nesting+evoluting timestep |
---|
| 155 | ndt=ceiling(3840./(3699.*24./dt)) |
---|
| 156 | |
---|
[554] | 157 | c....................................................................... |
---|
| 158 | c Special treatment for co2 |
---|
| 159 | c....................................................................... |
---|
| 160 | |
---|
[652] | 161 | ! if (ico2.ne.0) then |
---|
| 162 | !! Special case if one of the tracers is CO2 gas |
---|
| 163 | ! DO k=1,nlay |
---|
| 164 | ! DO ig=1,ngrid |
---|
| 165 | ! teta(ig,k) = phc(ig,k)*(A*pq(ig,k,ico2)+B) |
---|
| 166 | ! ENDDO |
---|
| 167 | ! ENDDO |
---|
| 168 | ! else |
---|
[554] | 169 | teta(:,:)=phc(:,:) |
---|
[652] | 170 | ! end if |
---|
[554] | 171 | |
---|
[544] | 172 | if (.not.(iflag_pbl.ge.6.and.iflag_pbl.le.10)) then |
---|
| 173 | stop'probleme de coherence dans appel a MY' |
---|
| 174 | endif |
---|
| 175 | |
---|
| 176 | ipas=ipas+1 |
---|
[554] | 177 | ! MARS |
---|
| 178 | ! if (0.eq.1.and.first) then |
---|
| 179 | ! do ig=1,1000 |
---|
| 180 | ! ri=(ig-800.)/500. |
---|
| 181 | ! if (ri.lt.ric) then |
---|
| 182 | ! zrif=frif(ri) |
---|
| 183 | ! else |
---|
| 184 | ! zrif=rifc |
---|
| 185 | ! endif |
---|
| 186 | ! if(zrif.lt.0.16) then |
---|
| 187 | ! zalpha=falpha(zrif) |
---|
| 188 | ! zsm=fsm(zrif) |
---|
| 189 | ! else |
---|
| 190 | ! zalpha=1.12 |
---|
| 191 | ! zsm=0.085 |
---|
| 192 | ! endif |
---|
| 193 | ! print*,ri,rif,zalpha,zsm |
---|
| 194 | ! enddo |
---|
| 195 | ! endif |
---|
[544] | 196 | |
---|
[554] | 197 | !....................................................................... |
---|
| 198 | ! les increments verticaux |
---|
| 199 | !....................................................................... |
---|
| 200 | ! |
---|
| 201 | !!!!!! allerte !!!!! |
---|
| 202 | !!!!!! zlev n'est pas declare a nlev !!!!! |
---|
| 203 | !!!!!! ----> |
---|
| 204 | ! MARS |
---|
| 205 | ! |
---|
| 206 | ! DO ig=1,ngrid |
---|
| 207 | ! zlev(ig,nlev)=zlay(ig,nlay) |
---|
| 208 | ! & +( zlay(ig,nlay) - zlev(ig,nlev-1) ) |
---|
| 209 | ! ENDDO |
---|
| 210 | !!!!! <---- |
---|
| 211 | !!!!! allerte !!!!! |
---|
| 212 | |
---|
[544] | 213 | DO k=1,nlay |
---|
| 214 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 215 | unsdz(ig,k)=1.E+0/(zlev(ig,k+1)-zlev(ig,k)) |
---|
| 216 | ENDDO |
---|
| 217 | ENDDO |
---|
| 218 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 219 | unsdzdec(ig,1)=1.E+0/(zlay(ig,1)-zlev(ig,1)) |
---|
| 220 | ENDDO |
---|
| 221 | DO k=2,nlay |
---|
| 222 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 223 | unsdzdec(ig,k)=1.E+0/(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 224 | ENDDO |
---|
| 225 | ENDDO |
---|
| 226 | DO ig=1,ngrid |
---|
| 227 | unsdzdec(ig,nlay+1)=1.E+0/(zlev(ig,nlay+1)-zlay(ig,nlay)) |
---|
| 228 | ENDDO |
---|
[554] | 229 | ! |
---|
| 230 | !....................................................................... |
---|
[544] | 231 | |
---|
| 232 | do k=2,nlay |
---|
| 233 | do ig=1,ngrid |
---|
| 234 | dz(ig,k)=zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1) |
---|
| 235 | m2(ig,k)=((u(ig,k)-u(ig,k-1))**2+(v(ig,k)-v(ig,k-1))**2) |
---|
| 236 | s /(dz(ig,k)*dz(ig,k)) |
---|
| 237 | dtetadz(ig,k)=(teta(ig,k)-teta(ig,k-1))/dz(ig,k) |
---|
| 238 | n2(ig,k)=g*2.*dtetadz(ig,k)/(teta(ig,k-1)+teta(ig,k)) |
---|
[554] | 239 | ! n2(ig,k)=0. |
---|
[544] | 240 | ri=n2(ig,k)/max(m2(ig,k),1.e-10) |
---|
| 241 | if (ri.lt.ric) then |
---|
| 242 | rif(ig,k)=frif(ri) |
---|
| 243 | else |
---|
| 244 | rif(ig,k)=rifc |
---|
| 245 | endif |
---|
| 246 | if(rif(ig,k).lt.0.16) then |
---|
| 247 | alpha(ig,k)=falpha(rif(ig,k)) |
---|
| 248 | sm(ig,k)=fsm(rif(ig,k)) |
---|
| 249 | else |
---|
| 250 | alpha(ig,k)=1.12 |
---|
| 251 | sm(ig,k)=0.085 |
---|
| 252 | endif |
---|
| 253 | zz(ig,k)=b1*m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
[554] | 254 | ! print*,'RIF L=',k,rif(ig,k),ri*alpha(ig,k) |
---|
[544] | 255 | |
---|
| 256 | |
---|
| 257 | enddo |
---|
| 258 | enddo |
---|
| 259 | |
---|
| 260 | |
---|
[554] | 261 | !==================================================================== |
---|
| 262 | ! Au premier appel, on determine l et q2 de facon iterative. |
---|
| 263 | ! iterration pour determiner la longueur de melange |
---|
[544] | 264 | |
---|
| 265 | |
---|
| 266 | if (first.or.iflag_pbl.eq.6) then |
---|
| 267 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 268 | ! MARS |
---|
| 269 | ! l0(ig)=10. |
---|
[544] | 270 | l0(ig)=160. |
---|
| 271 | enddo |
---|
| 272 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 273 | do ig=1,ngrid |
---|
| 274 | l(ig,k)=l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
---|
| 275 | enddo |
---|
| 276 | enddo |
---|
| 277 | |
---|
| 278 | do iter=1,10 |
---|
| 279 | do ig=1,ngrid |
---|
| 280 | sq(ig)=1.e-10 |
---|
| 281 | sqz(ig)=1.e-10 |
---|
| 282 | enddo |
---|
| 283 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 284 | do ig=1,ngrid |
---|
| 285 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
| 286 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
| 287 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 288 | sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 289 | sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 290 | enddo |
---|
| 291 | enddo |
---|
| 292 | do ig=1,ngrid |
---|
| 293 | l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
---|
[554] | 294 | ! l0(ig)=30. |
---|
[544] | 295 | enddo |
---|
[554] | 296 | ! print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
---|
[544] | 297 | |
---|
| 298 | enddo |
---|
| 299 | |
---|
[554] | 300 | ! print*,'Fin de l initialisation de q2 et l0' |
---|
[544] | 301 | |
---|
| 302 | endif ! first |
---|
| 303 | |
---|
[554] | 304 | !==================================================================== |
---|
| 305 | ! Calcul de la longueur de melange. |
---|
| 306 | !==================================================================== |
---|
[544] | 307 | |
---|
[554] | 308 | ! Mise a jour de l0 |
---|
[544] | 309 | do ig=1,ngrid |
---|
| 310 | sq(ig)=1.e-10 |
---|
| 311 | sqz(ig)=1.e-10 |
---|
| 312 | enddo |
---|
| 313 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 314 | do ig=1,ngrid |
---|
| 315 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 316 | sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 317 | sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
| 318 | enddo |
---|
| 319 | enddo |
---|
| 320 | do ig=1,ngrid |
---|
| 321 | l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
---|
[554] | 322 | ! l0(ig)=30. |
---|
[544] | 323 | enddo |
---|
[554] | 324 | ! print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
---|
| 325 | ! calcul de l(z) |
---|
[544] | 326 | do k=2,nlay |
---|
| 327 | do ig=1,ngrid |
---|
| 328 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
| 329 | if(first) then |
---|
| 330 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
| 331 | endif |
---|
| 332 | enddo |
---|
| 333 | enddo |
---|
| 334 | |
---|
[554] | 335 | !==================================================================== |
---|
| 336 | ! Yamada 2.0 |
---|
| 337 | !==================================================================== |
---|
[544] | 338 | if (iflag_pbl.eq.6) then |
---|
| 339 | |
---|
| 340 | do k=2,nlay |
---|
| 341 | do ig=1,ngrid |
---|
| 342 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
| 343 | enddo |
---|
| 344 | enddo |
---|
| 345 | |
---|
| 346 | |
---|
| 347 | else if (iflag_pbl.eq.7) then |
---|
[554] | 348 | !==================================================================== |
---|
| 349 | ! Yamada 2.Fournier |
---|
| 350 | !==================================================================== |
---|
[544] | 351 | |
---|
[554] | 352 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
[544] | 353 | do k=2,nlay |
---|
| 354 | do ig=1,ngrid |
---|
| 355 | c print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
| 356 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
| 357 | kmpre(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
| 358 | mpre(ig,k)=sqrt(m2(ig,k)) |
---|
| 359 | c print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
| 360 | enddo |
---|
| 361 | enddo |
---|
| 362 | |
---|
| 363 | do k=2,nlay-1 |
---|
| 364 | do ig=1,ngrid |
---|
| 365 | m2cstat=max(alpha(ig,k)*n2(ig,k)+delta(ig,k)/b1,1.e-12) |
---|
| 366 | mcstat=sqrt(m2cstat) |
---|
| 367 | |
---|
[554] | 368 | ! print*,'M2 L=',k,mpre(ig,k),mcstat |
---|
| 369 | ! |
---|
| 370 | ! -----{puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m |
---|
| 371 | ! supposee en q3} |
---|
| 372 | ! |
---|
[544] | 373 | IF (k.eq.2) THEN |
---|
| 374 | kmcstat=1.E+0 / mcstat |
---|
| 375 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) |
---|
| 376 | & *mpre(ig,k+1) |
---|
| 377 | & +unsdz(ig,k-1) |
---|
| 378 | & *cd(ig) |
---|
| 379 | & *( sqrt(u(ig,3)**2+v(ig,3)**2) |
---|
| 380 | & -mcstat/unsdzdec(ig,k) |
---|
| 381 | & -mpre(ig,k+1)/unsdzdec(ig,k+1) )**2) |
---|
| 382 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
| 383 | ELSE |
---|
| 384 | kmcstat=1.E+0 / mcstat |
---|
| 385 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) |
---|
| 386 | & *mpre(ig,k+1) |
---|
| 387 | & +unsdz(ig,k-1)*kmpre(ig,k-1) |
---|
| 388 | & *mpre(ig,k-1) ) |
---|
| 389 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
| 390 | ENDIF |
---|
[554] | 391 | ! print*,'T2 L=',k,tmp2 |
---|
[544] | 392 | tmp2=kmcstat |
---|
| 393 | & /( sm(ig,k)/q2(ig,k) ) |
---|
| 394 | & /l(ig,k) |
---|
[554] | 395 | |
---|
[544] | 396 | ! MARS |
---|
[554] | 397 | ! q2(ig,k)=max(tmp2,1.e-12)**(2./3.) |
---|
| 398 | q2(ig,k)=max(q2min,max(tmp2,1.e-12)**(2./3.)) |
---|
| 399 | |
---|
| 400 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k) |
---|
| 401 | ! |
---|
[544] | 402 | enddo |
---|
| 403 | enddo |
---|
| 404 | |
---|
| 405 | else if (iflag_pbl.ge.8) then |
---|
[554] | 406 | !==================================================================== |
---|
| 407 | ! Yamada 2.5 a la Didi |
---|
| 408 | !==================================================================== |
---|
[544] | 409 | |
---|
[652] | 410 | ztimestep=dt/real(ndt) |
---|
| 411 | do i=1,ndt |
---|
[544] | 412 | |
---|
[554] | 413 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
[544] | 414 | do k=2,nlay |
---|
[652] | 415 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 416 | ! print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
[544] | 417 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
| 418 | if (delta(ig,k).lt.1.e-20) then |
---|
[554] | 419 | ! print*,'ATTENTION L=',k,' Delta=',delta(ig,k) |
---|
[544] | 420 | delta(ig,k)=1.e-20 |
---|
| 421 | endif |
---|
| 422 | km(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
| 423 | aa0= |
---|
| 424 | s (m2(ig,k)-alpha(ig,k)*n2(ig,k)-delta(ig,k)/b1) |
---|
| 425 | aa1= |
---|
| 426 | s (m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))-delta(ig,k)/b1) |
---|
[554] | 427 | ! abder print*,'AA L=',k,aa0,aa1,aa1/max(m2(ig,k),1.e-20) |
---|
[652] | 428 | aa(ig,k)=aa1*ztimestep/(delta(ig,k)*l(ig,k)) |
---|
[554] | 429 | ! print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
[544] | 430 | qpre=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 431 | if (iflag_pbl.eq.8 ) then |
---|
| 432 | if (aa(ig,k).gt.0.) then |
---|
| 433 | q2(ig,k)=(qpre+aa(ig,k)*qpre*qpre)**2 |
---|
| 434 | else |
---|
| 435 | q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
| 436 | endif |
---|
| 437 | else ! iflag_pbl=9 |
---|
| 438 | if (aa(ig,k)*qpre.gt.0.9) then |
---|
| 439 | q2(ig,k)=(qpre*10.)**2 |
---|
| 440 | else |
---|
| 441 | q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
| 442 | endif |
---|
| 443 | endif |
---|
[554] | 444 | |
---|
[544] | 445 | ! MARS |
---|
| 446 | q2(ig,k)=min(max(q2(ig,k),q2min),q2max) |
---|
[554] | 447 | ! q2(ig,k)=min(max(q2(ig,k),1.e-10),1.e4) |
---|
| 448 | |
---|
| 449 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k),qpre*qpre |
---|
[652] | 450 | enddo |
---|
[544] | 451 | enddo |
---|
| 452 | |
---|
[554] | 453 | ! MARS |
---|
[544] | 454 | q2(:,nlay+1)=q2(:,nlay) |
---|
[554] | 455 | |
---|
[652] | 456 | if (iflag_pbl .eq. 9) then |
---|
| 457 | do k=2,nlay |
---|
| 458 | do ig=1,ngrid |
---|
| 459 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 460 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
| 461 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
| 462 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
| 463 | enddo |
---|
| 464 | enddo |
---|
[1046] | 465 | ! boundary conditions for km |
---|
| 466 | km(:,nlay+1)=0 |
---|
| 467 | km(:,1)=km(:,2) ! km(:,1)=0 |
---|
| 468 | ! boundary conditions for kn |
---|
| 469 | kn(:,nlay+1)=0 |
---|
| 470 | kn(:,1)=kn(:,2) ! kn(:,1)=0 |
---|
| 471 | ! boundary conditions for kq |
---|
| 472 | kq(:,nlay+1)=0 ! zero at top of atmosphere |
---|
| 473 | kq(:,1)=kq(:,2) ! no gradient at surface |
---|
[652] | 474 | |
---|
| 475 | q2(:,1)=q2(:,2) |
---|
| 476 | call vdif_q2(ztimestep,g,rconst,ngrid,nlay,plev,temp,kq,q2) |
---|
| 477 | |
---|
| 478 | endif ! of if iflag_pbl eq 9 |
---|
| 479 | |
---|
| 480 | enddo !of i=1,ndt |
---|
| 481 | |
---|
[544] | 482 | endif ! Fin du cas 8 |
---|
| 483 | |
---|
[554] | 484 | ! print*,'OK8' |
---|
[544] | 485 | |
---|
[554] | 486 | !==================================================================== |
---|
| 487 | ! Calcul des coefficients de melange |
---|
| 488 | !==================================================================== |
---|
[652] | 489 | if (iflag_pbl .ne. 9) then |
---|
[544] | 490 | do k=2,nlay |
---|
[554] | 491 | ! print*,'k=',k |
---|
[544] | 492 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 493 | !abde print*,'KML=',l(ig,k),q2(ig,k),sm(ig,k) |
---|
[544] | 494 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
| 495 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
| 496 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
| 497 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
[554] | 498 | ! print*,'KML=',km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
[544] | 499 | enddo |
---|
| 500 | enddo |
---|
[554] | 501 | |
---|
[544] | 502 | ! MARS |
---|
| 503 | km(:,nlay+1)=km(:,nlay) |
---|
| 504 | kn(:,nlay+1)=kn(:,nlay) |
---|
| 505 | kq(:,nlay+1)=kq(:,nlay) |
---|
| 506 | |
---|
| 507 | ! Transport diffusif vertical de la TKE. |
---|
[652] | 508 | ! if (iflag_pbl.ge.9) then |
---|
| 509 | !! print*,'YAMADA VDIF' |
---|
| 510 | ! q2(:,1)=q2(:,2) |
---|
| 511 | ! call vdif_q2(dt,g,rconst,ngrid,nlay,plev,temp,kq,q2) |
---|
| 512 | ! endif |
---|
| 513 | |
---|
[544] | 514 | endif |
---|
| 515 | |
---|
[554] | 516 | ! Traitement des cas noctrunes avec l'introduction d'une longueur |
---|
| 517 | ! minilale. |
---|
| 518 | ! |
---|
| 519 | !==================================================================== |
---|
| 520 | ! Traitement particulier pour les cas tres stables. |
---|
| 521 | ! D'apres Holtslag Boville. |
---|
[544] | 522 | |
---|
[652] | 523 | ! MARS |
---|
| 524 | ! callkmin=.true. |
---|
| 525 | ! call getin("callkmin",callkmin) |
---|
| 526 | ! IF (callkmin) THEN |
---|
| 527 | do ig=1,ngrid |
---|
[554] | 528 | ! coriol(ig)=1.e-4 |
---|
| 529 | ! pblhmin(ig)=0.07*ustar(ig)/max(abs(coriol(ig)),2.546e-5) |
---|
[652] | 530 | |
---|
| 531 | if (ngrid .eq. 1) then |
---|
| 532 | kminfact=0.3 |
---|
| 533 | else |
---|
| 534 | kminfact=0.45 |
---|
| 535 | endif |
---|
| 536 | |
---|
| 537 | pblhmin(ig)=kminfact*0.07*MAX(ustar(ig),1.e-3)/1.e-4 |
---|
| 538 | enddo |
---|
[544] | 539 | ! print*,'pblhmin ',pblhmin |
---|
[554] | 540 | !CTest a remettre 21 11 02 |
---|
| 541 | ! test abd 13 05 02 if(0.eq.1) then |
---|
| 542 | ! if(0.eq.1) then |
---|
[652] | 543 | do k=2,nlay |
---|
| 544 | do ig=1,ngrid |
---|
| 545 | if (teta(ig,2).gt.teta(ig,1)) then |
---|
| 546 | qmin=ustar(ig)*(max(1.-zlev(ig,k)/pblhmin(ig),0.))**2 |
---|
[554] | 547 | ! kmin=kap*zlev(ig,k)*qmin |
---|
[652] | 548 | kmin=fl(zlev(ig,k),l0(ig),qmin**2,n2(ig,k))*qmin |
---|
| 549 | else |
---|
| 550 | kmin=-1. ! kmin n'est utilise que pour les SL stables. |
---|
| 551 | endif |
---|
| 552 | if (kn(ig,k).lt.kmin.or.km(ig,k).lt.kmin) then |
---|
[554] | 553 | ! print*,'Seuil min Km K=',k,kmin,km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
| 554 | ! s ,sqrt(q2(ig,k)),pblhmin(ig),qmin/sm(ig,k) |
---|
| 555 | ! kn(ig,k)=kmin |
---|
| 556 | ! km(ig,k)=kmin |
---|
| 557 | ! kq(ig,k)=kmin |
---|
[652] | 558 | |
---|
| 559 | kn(ig,k)=kmin*alpha(ig,k) |
---|
| 560 | km(ig,k)=kmin |
---|
| 561 | kq(ig,k)=kmin*0.2 |
---|
[554] | 562 | ! la longueur de melange est suposee etre l= kap z |
---|
| 563 | ! K=l q Sm d'ou q2=(K/l Sm)**2 |
---|
| 564 | ! q2(ig,k)=(qmin/sm(ig,k))**2 |
---|
[652] | 565 | q2(ig,k)=(kmin/ |
---|
| 566 | & (fl(zlev(ig,k),l0(ig),qmin**2,n2(ig,k))*sm(ig,k)))**2 |
---|
| 567 | endif |
---|
| 568 | enddo |
---|
| 569 | enddo |
---|
[554] | 570 | ! endif |
---|
[544] | 571 | |
---|
[652] | 572 | ! ENDIF |
---|
| 573 | |
---|
[554] | 574 | ! Diagnostique pour stokage |
---|
[544] | 575 | |
---|
| 576 | if(1.eq.0)then |
---|
| 577 | rino=rif |
---|
| 578 | smyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 579 | styam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 580 | lyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 581 | knyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 582 | w2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 583 | t2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
| 584 | |
---|
| 585 | smyam(1:ngrid,2:nlay)=sm(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 586 | styam(1:ngrid,2:nlay)=sm(1:ngrid,2:nlay)*alpha(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 587 | lyam(1:ngrid,2:nlay)=l(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 588 | knyam(1:ngrid,2:nlay)=kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 589 | |
---|
[554] | 590 | ! Estimations de w'2 et T'2 d'apres Abdela et McFarlane |
---|
[544] | 591 | |
---|
| 592 | w2yam(1:ngrid,2:nlay)=q2(1:ngrid,2:nlay)*0.24 |
---|
| 593 | s +lyam(1:ngrid,2:nlay)*5.17*kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 594 | s *n2(1:ngrid,2:nlay)/sqrt(q2(1:ngrid,2:nlay)) |
---|
| 595 | |
---|
| 596 | t2yam(1:ngrid,2:nlay)=9.1*kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 597 | s *dtetadz(1:ngrid,2:nlay)**2 |
---|
| 598 | s /sqrt(q2(1:ngrid,2:nlay))*lyam(1:ngrid,2:nlay) |
---|
| 599 | endif |
---|
| 600 | |
---|
[554] | 601 | ! print*,'OKFIN' |
---|
[544] | 602 | first=.false. |
---|
| 603 | return |
---|
| 604 | end |
---|
[690] | 605 | SUBROUTINE vdif_q2(timestep,gravity,rconst,ngrid,nlay |
---|
| 606 | & ,plev,temp,kmy,q2) |
---|
[544] | 607 | IMPLICIT NONE |
---|
[554] | 608 | !....................................................................... |
---|
| 609 | ! MARS |
---|
[544] | 610 | #include "callkeys.h" |
---|
[554] | 611 | !....................................................................... |
---|
| 612 | ! |
---|
| 613 | ! dt : pas de temps |
---|
| 614 | ! |
---|
| 615 | REAL plev(ngrid,nlay+1) |
---|
| 616 | REAL temp(ngrid,nlay) |
---|
| 617 | REAL timestep |
---|
| 618 | REAL gravity,rconst |
---|
| 619 | REAL kstar(ngrid,nlay+1),zz |
---|
| 620 | REAL kmy(ngrid,nlay+1) |
---|
| 621 | REAL q2(ngrid,nlay+1) |
---|
| 622 | REAL deltap(ngrid,nlay+1) |
---|
| 623 | REAL denom(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay+1),beta(ngrid,nlay+1) |
---|
| 624 | INTEGER ngrid,nlay |
---|
[544] | 625 | |
---|
[554] | 626 | INTEGER i,k |
---|
[544] | 627 | |
---|
| 628 | ! print*,'RD=',rconst |
---|
| 629 | do k=1,nlay |
---|
| 630 | do i=1,ngrid |
---|
[554] | 631 | ! test |
---|
[544] | 632 | ! print*,'i,k',i,k |
---|
| 633 | ! print*,'temp(i,k)=',temp(i,k) |
---|
| 634 | ! print*,'(plev(i,k)-plev(i,k+1))=',plev(i,k),plev(i,k+1) |
---|
| 635 | zz=(plev(i,k)+plev(i,k+1))*gravity/(rconst*temp(i,k)) |
---|
| 636 | kstar(i,k)=0.125*(kmy(i,k+1)+kmy(i,k))*zz*zz |
---|
| 637 | s /(plev(i,k)-plev(i,k+1))*timestep |
---|
| 638 | enddo |
---|
| 639 | enddo |
---|
| 640 | |
---|
| 641 | do k=2,nlay |
---|
| 642 | do i=1,ngrid |
---|
| 643 | deltap(i,k)=0.5*(plev(i,k-1)-plev(i,k+1)) |
---|
| 644 | enddo |
---|
| 645 | enddo |
---|
| 646 | do i=1,ngrid |
---|
| 647 | deltap(i,1)=0.5*(plev(i,1)-plev(i,2)) |
---|
| 648 | deltap(i,nlay+1)=0.5*(plev(i,nlay)-plev(i,nlay+1)) |
---|
| 649 | denom(i,nlay+1)=deltap(i,nlay+1)+kstar(i,nlay) |
---|
| 650 | alpha(i,nlay+1)=deltap(i,nlay+1)*q2(i,nlay+1)/denom(i,nlay+1) |
---|
| 651 | beta(i,nlay+1)=kstar(i,nlay)/denom(i,nlay+1) |
---|
| 652 | enddo |
---|
| 653 | |
---|
| 654 | do k=nlay,2,-1 |
---|
| 655 | do i=1,ngrid |
---|
| 656 | denom(i,k)=deltap(i,k)+(1.-beta(i,k+1))* |
---|
| 657 | s kstar(i,k)+kstar(i,k-1) |
---|
[554] | 658 | ! correction d'un bug 10 01 2001 |
---|
[544] | 659 | alpha(i,k)=(q2(i,k)*deltap(i,k) |
---|
| 660 | s +kstar(i,k)*alpha(i,k+1))/denom(i,k) |
---|
| 661 | beta(i,k)=kstar(i,k-1)/denom(i,k) |
---|
| 662 | enddo |
---|
| 663 | enddo |
---|
| 664 | |
---|
[554] | 665 | ! Si on recalcule q2(1) |
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[544] | 666 | if(1.eq.0) then |
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| 667 | do i=1,ngrid |
---|
| 668 | denom(i,1)=deltap(i,1)+(1-beta(i,2))*kstar(i,1) |
---|
| 669 | q2(i,1)=(q2(i,1)*deltap(i,1) |
---|
| 670 | s +kstar(i,1)*alpha(i,2))/denom(i,1) |
---|
| 671 | enddo |
---|
| 672 | endif |
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[554] | 673 | ! sinon, on peut sauter cette boucle... |
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[544] | 674 | |
---|
| 675 | do k=2,nlay+1 |
---|
| 676 | do i=1,ngrid |
---|
| 677 | q2(i,k)=alpha(i,k)+beta(i,k)*q2(i,k-1) |
---|
| 678 | enddo |
---|
| 679 | enddo |
---|
| 680 | |
---|
| 681 | return |
---|
| 682 | end |
---|
| 683 | SUBROUTINE vdif_q2e(timestep,gravity,rconst,ngrid,nlay, |
---|
| 684 | & plev,temp,kmy,q2) |
---|
| 685 | IMPLICIT NONE |
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[554] | 686 | !....................................................................... |
---|
| 687 | ! MARS |
---|
[544] | 688 | #include "callkeys.h" |
---|
[554] | 689 | !....................................................................... |
---|
| 690 | ! |
---|
| 691 | ! dt : pas de temps |
---|
[544] | 692 | |
---|
[554] | 693 | REAL plev(ngrid,nlay+1) |
---|
| 694 | REAL temp(ngrid,nlay) |
---|
| 695 | REAL timestep |
---|
| 696 | REAL gravity,rconst |
---|
| 697 | REAL kstar(ngrid,nlay+1),zz |
---|
| 698 | REAL kmy(ngrid,nlay+1) |
---|
| 699 | REAL q2(ngrid,nlay+1) |
---|
| 700 | REAL deltap(ngrid,nlay+1) |
---|
| 701 | REAL denom(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay+1),beta(ngrid,nlay+1) |
---|
| 702 | INTEGER ngrid,nlay |
---|
[544] | 703 | |
---|
[554] | 704 | INTEGER i,k |
---|
[544] | 705 | |
---|
| 706 | do k=1,nlay |
---|
| 707 | do i=1,ngrid |
---|
| 708 | zz=(plev(i,k)+plev(i,k+1))*gravity/(rconst*temp(i,k)) |
---|
| 709 | kstar(i,k)=0.125*(kmy(i,k+1)+kmy(i,k))*zz*zz |
---|
| 710 | s /(plev(i,k)-plev(i,k+1))*timestep |
---|
| 711 | enddo |
---|
| 712 | enddo |
---|
| 713 | |
---|
| 714 | do k=2,nlay |
---|
| 715 | do i=1,ngrid |
---|
| 716 | deltap(i,k)=0.5*(plev(i,k-1)-plev(i,k+1)) |
---|
| 717 | enddo |
---|
| 718 | enddo |
---|
| 719 | do i=1,ngrid |
---|
| 720 | deltap(i,1)=0.5*(plev(i,1)-plev(i,2)) |
---|
| 721 | deltap(i,nlay+1)=0.5*(plev(i,nlay)-plev(i,nlay+1)) |
---|
| 722 | enddo |
---|
| 723 | |
---|
| 724 | do k=nlay,2,-1 |
---|
| 725 | do i=1,ngrid |
---|
| 726 | q2(i,k)=q2(i,k)+ |
---|
| 727 | s ( kstar(i,k)*(q2(i,k+1)-q2(i,k)) |
---|
| 728 | s -kstar(i,k-1)*(q2(i,k)-q2(i,k-1)) ) |
---|
| 729 | s /deltap(i,k) |
---|
| 730 | enddo |
---|
| 731 | enddo |
---|
| 732 | |
---|
| 733 | do i=1,ngrid |
---|
| 734 | q2(i,1)=q2(i,1)+ |
---|
| 735 | s ( kstar(i,1)*(q2(i,2)-q2(i,1)) |
---|
| 736 | s ) |
---|
| 737 | s /deltap(i,1) |
---|
| 738 | q2(i,nlay+1)=q2(i,nlay+1)+ |
---|
| 739 | s ( |
---|
| 740 | s -kstar(i,nlay)*(q2(i,nlay+1)-q2(i,nlay)) ) |
---|
| 741 | s /deltap(i,nlay+1) |
---|
| 742 | enddo |
---|
| 743 | |
---|
| 744 | return |
---|
| 745 | end |
---|