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 | !************************************************************ |
---|
10 | SUBROUTINE yamada4(ngrid,nlay,nq,dt,g,rconst,plev,temp |
---|
11 | s ,zlev,zlay,u,v,phc,pq,cd,q2,km,kn,kq,ustar |
---|
12 | s ,iflag_pbl) |
---|
13 | use tracer_mod, only: noms |
---|
14 | use turb_mod, only: l0 |
---|
15 | IMPLICIT NONE |
---|
16 | !....................................................................... |
---|
17 | ! MARS |
---|
18 | include "callkeys.h" |
---|
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 | !....................................................................... |
---|
49 | |
---|
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 |
---|
62 | INTEGER, INTENT(IN) :: nq |
---|
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) |
---|
69 | REAL unsdz(ngrid,nlay) |
---|
70 | REAL unsdzdec(ngrid,nlay+1) |
---|
71 | REAL kmpre(ngrid,nlay+1),tmp2 |
---|
72 | REAL mpre(ngrid,nlay+1) |
---|
73 | REAL ff(ngrid,nlay+1),delta(ngrid,nlay+1) |
---|
74 | REAL aa(ngrid,nlay+1),aa0,aa1,qpre |
---|
75 | |
---|
76 | LOGICAL first |
---|
77 | INTEGER ipas,nlev |
---|
78 | |
---|
79 | !$OMP THREADPRIVATE(first,ipas) |
---|
80 | |
---|
81 | SAVE first,ipas |
---|
82 | !FH/IM DATA first,ipas/.true.,0/ |
---|
83 | DATA first,ipas/.false.,0/ |
---|
84 | INTEGER ig,k |
---|
85 | |
---|
86 | |
---|
87 | REAL ri,zrif,zalpha,zsm,zsn |
---|
88 | REAL rif(ngrid,nlay+1),sm(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay) |
---|
89 | |
---|
90 | REAL m2(ngrid,nlay+1),dz(ngrid,nlay+1),zq,n2(ngrid,nlay+1) |
---|
91 | REAL dtetadz(ngrid,nlay+1) |
---|
92 | REAL m2cstat,mcstat,kmcstat |
---|
93 | REAL l(ngrid,nlay+1) |
---|
94 | REAL sq(ngrid),sqz(ngrid),zz(ngrid,nlay+1) |
---|
95 | INTEGER iter |
---|
96 | |
---|
97 | REAL ric,rifc,b1,kap |
---|
98 | SAVE ric,rifc,b1,kap |
---|
99 | |
---|
100 | !$OMP THREADPRIVATE(ric,rifc,b1,kap) |
---|
101 | |
---|
102 | DATA ric,rifc,b1,kap/0.195,0.191,16.6,0.4/ |
---|
103 | REAL frif,falpha,fsm |
---|
104 | REAL fl,zzz,zl0,zq2,zn2 |
---|
105 | |
---|
106 | REAL rino(ngrid,nlay+1),smyam(ngrid,nlay),styam(ngrid,nlay) |
---|
107 | s ,lyam(ngrid,nlay),knyam(ngrid,nlay) |
---|
108 | s ,w2yam(ngrid,nlay),t2yam(ngrid,nlay) |
---|
109 | LOGICAL,SAVE :: firstcall=.true. |
---|
110 | |
---|
111 | !$OMP THREADPRIVATE(firstcall) |
---|
112 | |
---|
113 | frif(ri)=0.6588*(ri+0.1776-sqrt(ri*ri-0.3221*ri+0.03156)) |
---|
114 | falpha(ri)=1.318*(0.2231-ri)/(0.2341-ri) |
---|
115 | fsm(ri)=1.96*(0.1912-ri)*(0.2341-ri)/((1.-ri)*(0.2231-ri)) |
---|
116 | fl(zzz,zl0,zq2,zn2)= |
---|
117 | s max(min(l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
---|
118 | s ,0.5*sqrt(q2(ig,k))/sqrt(max(n2(ig,k),1.e-10))) ,1.) |
---|
119 | |
---|
120 | |
---|
121 | ! MARS |
---|
122 | REAL,SAVE :: q2min,q2max,knmin,kmmin |
---|
123 | |
---|
124 | !$OMP THREADPRIVATE(q2min,q2max,knmin,kmmin) |
---|
125 | |
---|
126 | DATA q2min,q2max,knmin,kmmin/1.E-10,1.E+2,1.E-5,1.E-5/ |
---|
127 | INTEGER ico2,iq |
---|
128 | SAVE ico2 |
---|
129 | REAL m_co2, m_noco2, A , B |
---|
130 | SAVE A, B |
---|
131 | REAL teta(ngrid,nlay) |
---|
132 | REAL pq(ngrid,nlay,nq) |
---|
133 | REAL kminfact |
---|
134 | INTEGER i |
---|
135 | REAL ztimestep |
---|
136 | INTEGER :: ndt |
---|
137 | |
---|
138 | !$OMP THREADPRIVATE(ico2,A,B) |
---|
139 | |
---|
140 | nlev=nlay+1 |
---|
141 | |
---|
142 | c....................................................................... |
---|
143 | c Initialization |
---|
144 | c....................................................................... |
---|
145 | |
---|
146 | !! firstcall: OK absolute |
---|
147 | if(firstcall) then |
---|
148 | ico2=0 |
---|
149 | if (tracer) then |
---|
150 | ! Prepare Special treatment if one of the tracers is CO2 gas |
---|
151 | do iq=1,nq |
---|
152 | if (noms(iq).eq."co2") then |
---|
153 | ico2=iq |
---|
154 | m_co2 = 44.01E-3 ! CO2 molecular mass (kg/mol) |
---|
155 | m_noco2 = 33.37E-3 ! Non condensible mol mass (kg/mol) |
---|
156 | ! Compute A and B coefficient use to compute |
---|
157 | ! mean molecular mass Mair defined by |
---|
158 | ! 1/Mair = q(ico2)/m_co2 + (1-q(ico2))/m_noco2 |
---|
159 | ! 1/Mair = A*q(ico2) + B |
---|
160 | A =(1/m_co2 - 1/m_noco2) |
---|
161 | B=1/m_noco2 |
---|
162 | end if |
---|
163 | enddo |
---|
164 | endif |
---|
165 | firstcall=.false. |
---|
166 | endif !of if firstcall |
---|
167 | |
---|
168 | !! AS: moved out of firstcall to allow nesting+evoluting timestep |
---|
169 | ndt=ceiling(3840./(3699.*24./dt)) |
---|
170 | |
---|
171 | c....................................................................... |
---|
172 | c Special treatment for co2 |
---|
173 | c....................................................................... |
---|
174 | |
---|
175 | ! if (ico2.ne.0) then |
---|
176 | !! Special case if one of the tracers is CO2 gas |
---|
177 | ! DO k=1,nlay |
---|
178 | ! DO ig=1,ngrid |
---|
179 | ! teta(ig,k) = phc(ig,k)*(A*pq(ig,k,ico2)+B) |
---|
180 | ! ENDDO |
---|
181 | ! ENDDO |
---|
182 | ! else |
---|
183 | teta(:,:)=phc(:,:) |
---|
184 | ! end if |
---|
185 | |
---|
186 | if (.not.(iflag_pbl.ge.6.and.iflag_pbl.le.10)) then |
---|
187 | call abort_physic("yamada4", |
---|
188 | & 'probleme de coherence dans appel a MY',1) |
---|
189 | endif |
---|
190 | |
---|
191 | ipas=ipas+1 |
---|
192 | ! MARS |
---|
193 | ! if (0.eq.1.and.first) then |
---|
194 | ! do ig=1,1000 |
---|
195 | ! ri=(ig-800.)/500. |
---|
196 | ! if (ri.lt.ric) then |
---|
197 | ! zrif=frif(ri) |
---|
198 | ! else |
---|
199 | ! zrif=rifc |
---|
200 | ! endif |
---|
201 | ! if(zrif.lt.0.16) then |
---|
202 | ! zalpha=falpha(zrif) |
---|
203 | ! zsm=fsm(zrif) |
---|
204 | ! else |
---|
205 | ! zalpha=1.12 |
---|
206 | ! zsm=0.085 |
---|
207 | ! endif |
---|
208 | ! print*,ri,rif,zalpha,zsm |
---|
209 | ! enddo |
---|
210 | ! endif |
---|
211 | |
---|
212 | !....................................................................... |
---|
213 | ! les increments verticaux |
---|
214 | !....................................................................... |
---|
215 | ! |
---|
216 | !!!!!! allerte !!!!! |
---|
217 | !!!!!! zlev n'est pas declare a nlev !!!!! |
---|
218 | !!!!!! ----> |
---|
219 | ! MARS |
---|
220 | ! |
---|
221 | ! DO ig=1,ngrid |
---|
222 | ! zlev(ig,nlev)=zlay(ig,nlay) |
---|
223 | ! & +( zlay(ig,nlay) - zlev(ig,nlev-1) ) |
---|
224 | ! ENDDO |
---|
225 | !!!!! <---- |
---|
226 | !!!!! allerte !!!!! |
---|
227 | |
---|
228 | DO k=1,nlay |
---|
229 | DO ig=1,ngrid |
---|
230 | unsdz(ig,k)=1.E+0/(zlev(ig,k+1)-zlev(ig,k)) |
---|
231 | ENDDO |
---|
232 | ENDDO |
---|
233 | DO ig=1,ngrid |
---|
234 | unsdzdec(ig,1)=1.E+0/(zlay(ig,1)-zlev(ig,1)) |
---|
235 | ENDDO |
---|
236 | DO k=2,nlay |
---|
237 | DO ig=1,ngrid |
---|
238 | unsdzdec(ig,k)=1.E+0/(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
239 | ENDDO |
---|
240 | ENDDO |
---|
241 | DO ig=1,ngrid |
---|
242 | unsdzdec(ig,nlay+1)=1.E+0/(zlev(ig,nlay+1)-zlay(ig,nlay)) |
---|
243 | ENDDO |
---|
244 | ! |
---|
245 | !....................................................................... |
---|
246 | |
---|
247 | do k=2,nlay |
---|
248 | do ig=1,ngrid |
---|
249 | dz(ig,k)=zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1) |
---|
250 | m2(ig,k)=((u(ig,k)-u(ig,k-1))**2+(v(ig,k)-v(ig,k-1))**2) |
---|
251 | s /(dz(ig,k)*dz(ig,k)) |
---|
252 | dtetadz(ig,k)=(teta(ig,k)-teta(ig,k-1))/dz(ig,k) |
---|
253 | n2(ig,k)=g*2.*dtetadz(ig,k)/(teta(ig,k-1)+teta(ig,k)) |
---|
254 | ! n2(ig,k)=0. |
---|
255 | ri=n2(ig,k)/max(m2(ig,k),1.e-10) |
---|
256 | if (ri.lt.ric) then |
---|
257 | rif(ig,k)=frif(ri) |
---|
258 | else |
---|
259 | rif(ig,k)=rifc |
---|
260 | endif |
---|
261 | if(rif(ig,k).lt.0.16) then |
---|
262 | alpha(ig,k)=falpha(rif(ig,k)) |
---|
263 | sm(ig,k)=fsm(rif(ig,k)) |
---|
264 | else |
---|
265 | alpha(ig,k)=1.12 |
---|
266 | sm(ig,k)=0.085 |
---|
267 | endif |
---|
268 | zz(ig,k)=b1*m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
269 | ! print*,'RIF L=',k,rif(ig,k),ri*alpha(ig,k) |
---|
270 | |
---|
271 | |
---|
272 | enddo |
---|
273 | enddo |
---|
274 | |
---|
275 | |
---|
276 | !==================================================================== |
---|
277 | ! Au premier appel, on determine l et q2 de facon iterative. |
---|
278 | ! iterration pour determiner la longueur de melange |
---|
279 | |
---|
280 | |
---|
281 | if (first.or.iflag_pbl.eq.6) then |
---|
282 | do ig=1,ngrid |
---|
283 | ! MARS |
---|
284 | ! l0(ig)=10. |
---|
285 | l0(ig)=160. |
---|
286 | enddo |
---|
287 | do k=2,nlay-1 |
---|
288 | do ig=1,ngrid |
---|
289 | l(ig,k)=l0(ig)*kap*zlev(ig,k)/(kap*zlev(ig,k)+l0(ig)) |
---|
290 | enddo |
---|
291 | enddo |
---|
292 | |
---|
293 | do iter=1,10 |
---|
294 | do ig=1,ngrid |
---|
295 | sq(ig)=1.e-10 |
---|
296 | sqz(ig)=1.e-10 |
---|
297 | enddo |
---|
298 | do k=2,nlay-1 |
---|
299 | do ig=1,ngrid |
---|
300 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
301 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
302 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
303 | sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
304 | sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
305 | enddo |
---|
306 | enddo |
---|
307 | do ig=1,ngrid |
---|
308 | l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
---|
309 | ! l0(ig)=30. |
---|
310 | enddo |
---|
311 | ! print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
---|
312 | |
---|
313 | enddo |
---|
314 | |
---|
315 | ! print*,'Fin de l initialisation de q2 et l0' |
---|
316 | |
---|
317 | endif ! first |
---|
318 | |
---|
319 | !==================================================================== |
---|
320 | ! Calcul de la longueur de melange. |
---|
321 | !==================================================================== |
---|
322 | |
---|
323 | ! Mise a jour de l0 |
---|
324 | do ig=1,ngrid |
---|
325 | sq(ig)=1.e-10 |
---|
326 | sqz(ig)=1.e-10 |
---|
327 | enddo |
---|
328 | do k=2,nlay-1 |
---|
329 | do ig=1,ngrid |
---|
330 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
331 | sqz(ig)=sqz(ig)+zq*zlev(ig,k)*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
332 | sq(ig)=sq(ig)+zq*(zlay(ig,k)-zlay(ig,k-1)) |
---|
333 | enddo |
---|
334 | enddo |
---|
335 | do ig=1,ngrid |
---|
336 | l0(ig)=0.2*sqz(ig)/sq(ig) |
---|
337 | ! l0(ig)=30. |
---|
338 | enddo |
---|
339 | ! print*,'ITER=',iter,' L0=',l0 |
---|
340 | ! calcul de l(z) |
---|
341 | do k=2,nlay |
---|
342 | do ig=1,ngrid |
---|
343 | l(ig,k)=fl(zlev(ig,k),l0(ig),q2(ig,k),n2(ig,k)) |
---|
344 | if(first) then |
---|
345 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
346 | endif |
---|
347 | enddo |
---|
348 | enddo |
---|
349 | |
---|
350 | !==================================================================== |
---|
351 | ! Yamada 2.0 |
---|
352 | !==================================================================== |
---|
353 | if (iflag_pbl.eq.6) then |
---|
354 | |
---|
355 | do k=2,nlay |
---|
356 | do ig=1,ngrid |
---|
357 | q2(ig,k)=l(ig,k)**2*zz(ig,k) |
---|
358 | enddo |
---|
359 | enddo |
---|
360 | |
---|
361 | |
---|
362 | else if (iflag_pbl.eq.7) then |
---|
363 | !==================================================================== |
---|
364 | ! Yamada 2.Fournier |
---|
365 | !==================================================================== |
---|
366 | |
---|
367 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
368 | do k=2,nlay |
---|
369 | do ig=1,ngrid |
---|
370 | c print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
371 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
372 | kmpre(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
373 | mpre(ig,k)=sqrt(m2(ig,k)) |
---|
374 | c print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
375 | enddo |
---|
376 | enddo |
---|
377 | |
---|
378 | do k=2,nlay-1 |
---|
379 | do ig=1,ngrid |
---|
380 | m2cstat=max(alpha(ig,k)*n2(ig,k)+delta(ig,k)/b1,1.e-12) |
---|
381 | mcstat=sqrt(m2cstat) |
---|
382 | |
---|
383 | ! print*,'M2 L=',k,mpre(ig,k),mcstat |
---|
384 | ! |
---|
385 | ! -----{puis on ecrit la valeur de q qui annule l'equation de m |
---|
386 | ! supposee en q3} |
---|
387 | ! |
---|
388 | IF (k.eq.2) THEN |
---|
389 | kmcstat=1.E+0 / mcstat |
---|
390 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) |
---|
391 | & *mpre(ig,k+1) |
---|
392 | & +unsdz(ig,k-1) |
---|
393 | & *cd(ig) |
---|
394 | & *( sqrt(u(ig,3)**2+v(ig,3)**2) |
---|
395 | & -mcstat/unsdzdec(ig,k) |
---|
396 | & -mpre(ig,k+1)/unsdzdec(ig,k+1) )**2) |
---|
397 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
398 | ELSE |
---|
399 | kmcstat=1.E+0 / mcstat |
---|
400 | & *( unsdz(ig,k)*kmpre(ig,k+1) |
---|
401 | & *mpre(ig,k+1) |
---|
402 | & +unsdz(ig,k-1)*kmpre(ig,k-1) |
---|
403 | & *mpre(ig,k-1) ) |
---|
404 | & /( unsdz(ig,k)+unsdz(ig,k-1) ) |
---|
405 | ENDIF |
---|
406 | ! print*,'T2 L=',k,tmp2 |
---|
407 | tmp2=kmcstat |
---|
408 | & /( sm(ig,k)/q2(ig,k) ) |
---|
409 | & /l(ig,k) |
---|
410 | |
---|
411 | ! MARS |
---|
412 | ! q2(ig,k)=max(tmp2,1.e-12)**(2./3.) |
---|
413 | q2(ig,k)=max(q2min,max(tmp2,1.e-12)**(2./3.)) |
---|
414 | |
---|
415 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k) |
---|
416 | ! |
---|
417 | enddo |
---|
418 | enddo |
---|
419 | |
---|
420 | else if (iflag_pbl.ge.8) then |
---|
421 | !==================================================================== |
---|
422 | ! Yamada 2.5 a la Didi |
---|
423 | !==================================================================== |
---|
424 | |
---|
425 | ztimestep=dt/real(ndt) |
---|
426 | do i=1,ndt |
---|
427 | |
---|
428 | ! Calcul de l, km, au pas precedent |
---|
429 | do k=2,nlay |
---|
430 | do ig=1,ngrid |
---|
431 | ! print*,'SMML=',sm(ig,k),l(ig,k) |
---|
432 | delta(ig,k)=q2(ig,k)/(l(ig,k)**2*sm(ig,k)) |
---|
433 | if (delta(ig,k).lt.1.e-20) then |
---|
434 | ! print*,'ATTENTION L=',k,' Delta=',delta(ig,k) |
---|
435 | delta(ig,k)=1.e-20 |
---|
436 | endif |
---|
437 | km(ig,k)=l(ig,k)*sqrt(q2(ig,k))*sm(ig,k) |
---|
438 | aa0= |
---|
439 | s (m2(ig,k)-alpha(ig,k)*n2(ig,k)-delta(ig,k)/b1) |
---|
440 | aa1= |
---|
441 | s (m2(ig,k)*(1.-rif(ig,k))-delta(ig,k)/b1) |
---|
442 | ! abder print*,'AA L=',k,aa0,aa1,aa1/max(m2(ig,k),1.e-20) |
---|
443 | aa(ig,k)=aa1*ztimestep/(delta(ig,k)*l(ig,k)) |
---|
444 | ! print*,'0L=',k,l(ig,k),delta(ig,k),km(ig,k) |
---|
445 | qpre=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
446 | if (iflag_pbl.eq.8 ) then |
---|
447 | if (aa(ig,k).gt.0.) then |
---|
448 | q2(ig,k)=(qpre+aa(ig,k)*qpre*qpre)**2 |
---|
449 | else |
---|
450 | q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
451 | endif |
---|
452 | else ! iflag_pbl=9 |
---|
453 | if (aa(ig,k)*qpre.gt.0.9) then |
---|
454 | q2(ig,k)=(qpre*10.)**2 |
---|
455 | else |
---|
456 | q2(ig,k)=(qpre/(1.-aa(ig,k)*qpre))**2 |
---|
457 | endif |
---|
458 | endif |
---|
459 | |
---|
460 | ! MARS |
---|
461 | q2(ig,k)=min(max(q2(ig,k),q2min),q2max) |
---|
462 | ! q2(ig,k)=min(max(q2(ig,k),1.e-10),1.e4) |
---|
463 | |
---|
464 | ! print*,'Q2 L=',k,q2(ig,k),qpre*qpre |
---|
465 | enddo |
---|
466 | enddo |
---|
467 | |
---|
468 | ! MARS |
---|
469 | q2(:,nlay+1)=q2(:,nlay) |
---|
470 | |
---|
471 | if (iflag_pbl .eq. 9) then |
---|
472 | do k=2,nlay |
---|
473 | do ig=1,ngrid |
---|
474 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
475 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
476 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
477 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
478 | enddo |
---|
479 | enddo |
---|
480 | ! boundary conditions for km |
---|
481 | km(:,nlay+1)=0 |
---|
482 | km(:,1)=km(:,2) ! km(:,1)=0 |
---|
483 | ! boundary conditions for kn |
---|
484 | kn(:,nlay+1)=0 |
---|
485 | kn(:,1)=kn(:,2) ! kn(:,1)=0 |
---|
486 | ! boundary conditions for kq |
---|
487 | kq(:,nlay+1)=0 ! zero at top of atmosphere |
---|
488 | kq(:,1)=kq(:,2) ! no gradient at surface |
---|
489 | |
---|
490 | q2(:,1)=q2(:,2) |
---|
491 | call vdif_q2(ztimestep,g,rconst,ngrid,nlay,plev,temp,kq,q2) |
---|
492 | |
---|
493 | endif ! of if iflag_pbl eq 9 |
---|
494 | |
---|
495 | enddo !of i=1,ndt |
---|
496 | |
---|
497 | endif ! Fin du cas 8 |
---|
498 | |
---|
499 | ! print*,'OK8' |
---|
500 | |
---|
501 | !==================================================================== |
---|
502 | ! Calcul des coefficients de melange |
---|
503 | !==================================================================== |
---|
504 | if (iflag_pbl .ne. 9) then |
---|
505 | do k=2,nlay |
---|
506 | ! print*,'k=',k |
---|
507 | do ig=1,ngrid |
---|
508 | !abde print*,'KML=',l(ig,k),q2(ig,k),sm(ig,k) |
---|
509 | zq=sqrt(q2(ig,k)) |
---|
510 | km(ig,k)=l(ig,k)*zq*sm(ig,k) |
---|
511 | kn(ig,k)=km(ig,k)*alpha(ig,k) |
---|
512 | kq(ig,k)=l(ig,k)*zq*0.2 |
---|
513 | ! print*,'KML=',km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
514 | enddo |
---|
515 | enddo |
---|
516 | |
---|
517 | ! MARS |
---|
518 | km(:,nlay+1)=km(:,nlay) |
---|
519 | kn(:,nlay+1)=kn(:,nlay) |
---|
520 | kq(:,nlay+1)=kq(:,nlay) |
---|
521 | |
---|
522 | ! Transport diffusif vertical de la TKE. |
---|
523 | ! if (iflag_pbl.ge.9) then |
---|
524 | !! print*,'YAMADA VDIF' |
---|
525 | ! q2(:,1)=q2(:,2) |
---|
526 | ! call vdif_q2(dt,g,rconst,ngrid,nlay,plev,temp,kq,q2) |
---|
527 | ! endif |
---|
528 | |
---|
529 | endif |
---|
530 | |
---|
531 | ! Traitement des cas noctrunes avec l'introduction d'une longueur |
---|
532 | ! minilale. |
---|
533 | ! |
---|
534 | !==================================================================== |
---|
535 | ! Traitement particulier pour les cas tres stables. |
---|
536 | ! D'apres Holtslag Boville. |
---|
537 | |
---|
538 | ! MARS |
---|
539 | ! callkmin=.true. |
---|
540 | ! call getin("callkmin",callkmin) |
---|
541 | ! IF (callkmin) THEN |
---|
542 | do ig=1,ngrid |
---|
543 | ! coriol(ig)=1.e-4 |
---|
544 | ! pblhmin(ig)=0.07*ustar(ig)/max(abs(coriol(ig)),2.546e-5) |
---|
545 | |
---|
546 | if (ngrid .eq. 1) then |
---|
547 | kminfact=0.3 |
---|
548 | else |
---|
549 | kminfact=0.45 |
---|
550 | endif |
---|
551 | |
---|
552 | pblhmin(ig)=kminfact*0.07*MAX(ustar(ig),1.e-3)/1.e-4 |
---|
553 | enddo |
---|
554 | ! print*,'pblhmin ',pblhmin |
---|
555 | !CTest a remettre 21 11 02 |
---|
556 | ! test abd 13 05 02 if(0.eq.1) then |
---|
557 | ! if(0.eq.1) then |
---|
558 | do k=2,nlay |
---|
559 | do ig=1,ngrid |
---|
560 | if (teta(ig,2).gt.teta(ig,1)) then |
---|
561 | qmin=ustar(ig)*(max(1.-zlev(ig,k)/pblhmin(ig),0.))**2 |
---|
562 | ! kmin=kap*zlev(ig,k)*qmin |
---|
563 | kmin=fl(zlev(ig,k),l0(ig),qmin**2,n2(ig,k))*qmin |
---|
564 | else |
---|
565 | kmin=-1. ! kmin n'est utilise que pour les SL stables. |
---|
566 | endif |
---|
567 | if (kn(ig,k).lt.kmin.or.km(ig,k).lt.kmin) then |
---|
568 | ! print*,'Seuil min Km K=',k,kmin,km(ig,k),kn(ig,k) |
---|
569 | ! s ,sqrt(q2(ig,k)),pblhmin(ig),qmin/sm(ig,k) |
---|
570 | ! kn(ig,k)=kmin |
---|
571 | ! km(ig,k)=kmin |
---|
572 | ! kq(ig,k)=kmin |
---|
573 | |
---|
574 | kn(ig,k)=kmin*alpha(ig,k) |
---|
575 | km(ig,k)=kmin |
---|
576 | kq(ig,k)=kmin*0.2 |
---|
577 | ! la longueur de melange est suposee etre l= kap z |
---|
578 | ! K=l q Sm d'ou q2=(K/l Sm)**2 |
---|
579 | ! q2(ig,k)=(qmin/sm(ig,k))**2 |
---|
580 | q2(ig,k)=(kmin/ |
---|
581 | & (fl(zlev(ig,k),l0(ig),qmin**2,n2(ig,k))*sm(ig,k)))**2 |
---|
582 | endif |
---|
583 | enddo |
---|
584 | enddo |
---|
585 | ! endif |
---|
586 | |
---|
587 | ! ENDIF |
---|
588 | |
---|
589 | ! Diagnostique pour stokage |
---|
590 | |
---|
591 | if(1.eq.0)then |
---|
592 | rino=rif |
---|
593 | smyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
594 | styam(1:ngrid,1)=0. |
---|
595 | lyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
596 | knyam(1:ngrid,1)=0. |
---|
597 | w2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
598 | t2yam(1:ngrid,1)=0. |
---|
599 | |
---|
600 | smyam(1:ngrid,2:nlay)=sm(1:ngrid,2:nlay) |
---|
601 | styam(1:ngrid,2:nlay)=sm(1:ngrid,2:nlay)*alpha(1:ngrid,2:nlay) |
---|
602 | lyam(1:ngrid,2:nlay)=l(1:ngrid,2:nlay) |
---|
603 | knyam(1:ngrid,2:nlay)=kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
604 | |
---|
605 | ! Estimations de w'2 et T'2 d'apres Abdela et McFarlane |
---|
606 | |
---|
607 | w2yam(1:ngrid,2:nlay)=q2(1:ngrid,2:nlay)*0.24 |
---|
608 | s +lyam(1:ngrid,2:nlay)*5.17*kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
609 | s *n2(1:ngrid,2:nlay)/sqrt(q2(1:ngrid,2:nlay)) |
---|
610 | |
---|
611 | t2yam(1:ngrid,2:nlay)=9.1*kn(1:ngrid,2:nlay) |
---|
612 | s *dtetadz(1:ngrid,2:nlay)**2 |
---|
613 | s /sqrt(q2(1:ngrid,2:nlay))*lyam(1:ngrid,2:nlay) |
---|
614 | endif |
---|
615 | |
---|
616 | ! print*,'OKFIN' |
---|
617 | first=.false. |
---|
618 | return |
---|
619 | end |
---|
620 | SUBROUTINE vdif_q2(timestep,gravity,rconst,ngrid,nlay |
---|
621 | & ,plev,temp,kmy,q2) |
---|
622 | IMPLICIT NONE |
---|
623 | !....................................................................... |
---|
624 | ! MARS |
---|
625 | include "callkeys.h" |
---|
626 | !....................................................................... |
---|
627 | ! |
---|
628 | ! dt : pas de temps |
---|
629 | ! |
---|
630 | REAL plev(ngrid,nlay+1) |
---|
631 | REAL temp(ngrid,nlay) |
---|
632 | REAL timestep |
---|
633 | REAL gravity,rconst |
---|
634 | REAL kstar(ngrid,nlay+1),zz |
---|
635 | REAL kmy(ngrid,nlay+1) |
---|
636 | REAL q2(ngrid,nlay+1) |
---|
637 | REAL deltap(ngrid,nlay+1) |
---|
638 | REAL denom(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay+1),beta(ngrid,nlay+1) |
---|
639 | INTEGER ngrid,nlay |
---|
640 | |
---|
641 | INTEGER i,k |
---|
642 | |
---|
643 | ! print*,'RD=',rconst |
---|
644 | do k=1,nlay |
---|
645 | do i=1,ngrid |
---|
646 | ! test |
---|
647 | ! print*,'i,k',i,k |
---|
648 | ! print*,'temp(i,k)=',temp(i,k) |
---|
649 | ! print*,'(plev(i,k)-plev(i,k+1))=',plev(i,k),plev(i,k+1) |
---|
650 | zz=(plev(i,k)+plev(i,k+1))*gravity/(rconst*temp(i,k)) |
---|
651 | kstar(i,k)=0.125*(kmy(i,k+1)+kmy(i,k))*zz*zz |
---|
652 | s /(plev(i,k)-plev(i,k+1))*timestep |
---|
653 | enddo |
---|
654 | enddo |
---|
655 | |
---|
656 | do k=2,nlay |
---|
657 | do i=1,ngrid |
---|
658 | deltap(i,k)=0.5*(plev(i,k-1)-plev(i,k+1)) |
---|
659 | enddo |
---|
660 | enddo |
---|
661 | do i=1,ngrid |
---|
662 | deltap(i,1)=0.5*(plev(i,1)-plev(i,2)) |
---|
663 | deltap(i,nlay+1)=0.5*(plev(i,nlay)-plev(i,nlay+1)) |
---|
664 | denom(i,nlay+1)=deltap(i,nlay+1)+kstar(i,nlay) |
---|
665 | alpha(i,nlay+1)=deltap(i,nlay+1)*q2(i,nlay+1)/denom(i,nlay+1) |
---|
666 | beta(i,nlay+1)=kstar(i,nlay)/denom(i,nlay+1) |
---|
667 | enddo |
---|
668 | |
---|
669 | do k=nlay,2,-1 |
---|
670 | do i=1,ngrid |
---|
671 | denom(i,k)=deltap(i,k)+(1.-beta(i,k+1))* |
---|
672 | s kstar(i,k)+kstar(i,k-1) |
---|
673 | ! correction d'un bug 10 01 2001 |
---|
674 | alpha(i,k)=(q2(i,k)*deltap(i,k) |
---|
675 | s +kstar(i,k)*alpha(i,k+1))/denom(i,k) |
---|
676 | beta(i,k)=kstar(i,k-1)/denom(i,k) |
---|
677 | enddo |
---|
678 | enddo |
---|
679 | |
---|
680 | ! Si on recalcule q2(1) |
---|
681 | if(1.eq.0) then |
---|
682 | do i=1,ngrid |
---|
683 | denom(i,1)=deltap(i,1)+(1-beta(i,2))*kstar(i,1) |
---|
684 | q2(i,1)=(q2(i,1)*deltap(i,1) |
---|
685 | s +kstar(i,1)*alpha(i,2))/denom(i,1) |
---|
686 | enddo |
---|
687 | endif |
---|
688 | ! sinon, on peut sauter cette boucle... |
---|
689 | |
---|
690 | do k=2,nlay+1 |
---|
691 | do i=1,ngrid |
---|
692 | q2(i,k)=alpha(i,k)+beta(i,k)*q2(i,k-1) |
---|
693 | enddo |
---|
694 | enddo |
---|
695 | |
---|
696 | return |
---|
697 | end |
---|
698 | SUBROUTINE vdif_q2e(timestep,gravity,rconst,ngrid,nlay, |
---|
699 | & plev,temp,kmy,q2) |
---|
700 | IMPLICIT NONE |
---|
701 | !....................................................................... |
---|
702 | ! MARS |
---|
703 | include "callkeys.h" |
---|
704 | !....................................................................... |
---|
705 | ! |
---|
706 | ! dt : pas de temps |
---|
707 | |
---|
708 | REAL plev(ngrid,nlay+1) |
---|
709 | REAL temp(ngrid,nlay) |
---|
710 | REAL timestep |
---|
711 | REAL gravity,rconst |
---|
712 | REAL kstar(ngrid,nlay+1),zz |
---|
713 | REAL kmy(ngrid,nlay+1) |
---|
714 | REAL q2(ngrid,nlay+1) |
---|
715 | REAL deltap(ngrid,nlay+1) |
---|
716 | REAL denom(ngrid,nlay+1),alpha(ngrid,nlay+1),beta(ngrid,nlay+1) |
---|
717 | INTEGER ngrid,nlay |
---|
718 | |
---|
719 | INTEGER i,k |
---|
720 | |
---|
721 | do k=1,nlay |
---|
722 | do i=1,ngrid |
---|
723 | zz=(plev(i,k)+plev(i,k+1))*gravity/(rconst*temp(i,k)) |
---|
724 | kstar(i,k)=0.125*(kmy(i,k+1)+kmy(i,k))*zz*zz |
---|
725 | s /(plev(i,k)-plev(i,k+1))*timestep |
---|
726 | enddo |
---|
727 | enddo |
---|
728 | |
---|
729 | do k=2,nlay |
---|
730 | do i=1,ngrid |
---|
731 | deltap(i,k)=0.5*(plev(i,k-1)-plev(i,k+1)) |
---|
732 | enddo |
---|
733 | enddo |
---|
734 | do i=1,ngrid |
---|
735 | deltap(i,1)=0.5*(plev(i,1)-plev(i,2)) |
---|
736 | deltap(i,nlay+1)=0.5*(plev(i,nlay)-plev(i,nlay+1)) |
---|
737 | enddo |
---|
738 | |
---|
739 | do k=nlay,2,-1 |
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740 | do i=1,ngrid |
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741 | q2(i,k)=q2(i,k)+ |
---|
742 | s ( kstar(i,k)*(q2(i,k+1)-q2(i,k)) |
---|
743 | s -kstar(i,k-1)*(q2(i,k)-q2(i,k-1)) ) |
---|
744 | s /deltap(i,k) |
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745 | enddo |
---|
746 | enddo |
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747 | |
---|
748 | do i=1,ngrid |
---|
749 | q2(i,1)=q2(i,1)+ |
---|
750 | s ( kstar(i,1)*(q2(i,2)-q2(i,1)) |
---|
751 | s ) |
---|
752 | s /deltap(i,1) |
---|
753 | q2(i,nlay+1)=q2(i,nlay+1)+ |
---|
754 | s ( |
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755 | s -kstar(i,nlay)*(q2(i,nlay+1)-q2(i,nlay)) ) |
---|
756 | s /deltap(i,nlay+1) |
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757 | enddo |
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758 | |
---|
759 | return |
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760 | end |
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