source: trunk/LMDZ.PLUTO/libf/phypluto/aeroptproperties.F90 @ 3380

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Pluto PCM:
Added zrecast & old sedim ;
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AF

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Line 
1module aeroptproperties_mod
2
3implicit none
4
5contains
6
7      SUBROUTINE aeroptproperties(ngrid,nlayer,reffrad,nueffrad,   &
8                                  QVISsQREF3d,omegaVIS3d,gVIS3d,   &
9                                  QIRsQREF3d,omegaIR3d,gIR3d,      &
10                                  QREFvis3d,QREFir3d)!,            &
11!                                  omegaREFvis3d,omegaREFir3d)
12
13      use radinc_h,    only: L_NSPECTI,L_NSPECTV,nsizemax,naerkind
14      use radcommon_h, only: QVISsQREF,omegavis,gvis,QIRsQREF,omegair,gir
15      use radcommon_h, only: qrefvis,qrefir,omegarefir !,omegarefvis
16      use radcommon_h, only: radiustab,nsize
17
18      implicit none
19
20!     =============================================================
21!     Aerosol Optical Properties
22!
23!     Description:
24!       Compute the scattering parameters in each grid
25!       box, depending on aerosol grain sizes. Log-normal size
26!       distribution and Gauss-Legendre integration are used.
27
28!     Parameters:
29!       Don't forget to set the value of varyingnueff below; If
30!       the effective variance of the distribution for the given
31!       aerosol is considered homogeneous in the atmosphere, please
32!       set varyingnueff(iaer) to .false. Resulting computational
33!       time will be much better.
34
35!     Authors: J.-B. Madeleine, F. Forget, F. Montmessin
36!     Slightly modified and converted to F90 by R. Wordsworth (2009)
37!     Varying nueff section removed by R. Wordsworth for simplicity
38!     ==============================================================
39
40!     Local variables
41!     ---------------
42
43
44
45!     =============================================================
46!      LOGICAL, PARAMETER :: varyingnueff(naerkind) = .false. ! not used!
47!     =============================================================
48
49!     Min. and max radius of the interpolation grid (in METERS)
50      REAL, PARAMETER :: refftabmin = 2e-8 !2e-8
51!      REAL, PARAMETER :: refftabmax = 35e-6
52      REAL, PARAMETER :: refftabmax = 1e-3
53!     Log of the min and max variance of the interpolation grid
54      REAL, PARAMETER :: nuefftabmin = -4.6
55      REAL, PARAMETER :: nuefftabmax = 0.
56!     Number of effective radius of the interpolation grid
57      INTEGER, PARAMETER :: refftabsize = 200
58!     Number of effective variances of the interpolation grid
59!      INTEGER, PARAMETER :: nuefftabsize = 100
60      INTEGER, PARAMETER :: nuefftabsize = 1
61!     Interpolation grid indices (reff,nueff)
62      INTEGER :: grid_i,grid_j
63!     Intermediate variable
64      REAL :: var_tmp,var3d_tmp(ngrid,nlayer)
65!     Bilinear interpolation factors
66      REAL :: kx,ky,k1,k2,k3,k4
67!     Size distribution parameters
68      REAL :: sizedistk1,sizedistk2
69!     Pi!
70      REAL,SAVE :: pi
71!$OMP THREADPRIVATE(pi)
72!     Variables used by the Gauss-Legendre integration:
73      INTEGER radius_id,gausind
74      REAL kint
75      REAL drad
76      INTEGER, PARAMETER :: ngau = 10
77      REAL weightgaus(ngau),radgaus(ngau)
78      SAVE weightgaus,radgaus
79!      DATA weightgaus/.2955242247,.2692667193,.2190863625,.1494513491,.0666713443/
80!      DATA radgaus/.1488743389,.4333953941,.6794095682,.8650633666,.9739065285/
81      DATA    radgaus/0.07652652113350,0.22778585114165, &
82                      0.37370608871528,0.51086700195146, &
83                      0.63605368072468,0.74633190646476, &
84                      0.83911697181213,0.91223442826796, &
85                      0.96397192726078,0.99312859919241/
86
87      DATA weightgaus/0.15275338723120,0.14917298659407, &
88                      0.14209610937519,0.13168863843930, &
89                      0.11819453196154,0.10193011980823, &
90                      0.08327674160932,0.06267204829828, &
91                      0.04060142982019,0.01761400714091/
92!$OMP THREADPRIVATE(radgaus,weightgaus)
93!     Indices
94      INTEGER :: i,j,k,l,m,iaer,idomain
95      INTEGER :: ig,lg,chg
96
97!     Local saved variables
98!     ---------------------
99
100!     Radius axis of the interpolation grid
101      REAL,SAVE :: refftab(refftabsize)
102!     Variance axis of the interpolation grid
103      REAL,SAVE :: nuefftab(nuefftabsize)
104!     Volume ratio of the grid
105      REAL,SAVE :: logvratgrid,vratgrid
106!     Grid used to remember which calculation is done
107      LOGICAL,SAVE,ALLOCATABLE :: checkgrid(:,:,:,:)
108!$OMP THREADPRIVATE(refftab,nuefftab,logvratgrid,vratgrid,checkgrid)
109!     Optical properties of the grid (VISIBLE)
110      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qsqrefVISgrid(:,:,:,:)
111      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qextVISgrid(:,:,:,:)
112      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qscatVISgrid(:,:,:,:)
113      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegVISgrid(:,:,:,:)
114      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: gVISgrid(:,:,:,:)
115!$OMP THREADPRIVATE(qsqrefVISgrid,qextVISgrid,qscatVISgrid,omegVISgrid,gVISgrid)
116!     Optical properties of the grid (INFRARED)
117      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qsqrefIRgrid(:,:,:,:)
118      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qextIRgrid(:,:,:,:)
119      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qscatIRgrid(:,:,:,:)
120      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegIRgrid(:,:,:,:)
121      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: gIRgrid(:,:,:,:)
122!$OMP THREADPRIVATE(qsqrefIRgrid,qextIRgrid,qscatIRgrid,omegIRgrid,gIRgrid)
123!     Optical properties of the grid (REFERENCE WAVELENGTHS)
124      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qrefVISgrid(:,:,:)
125      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qscatrefVISgrid(:,:,:)
126      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qrefIRgrid(:,:,:)
127      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qscatrefIRgrid(:,:,:)
128      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegrefVISgrid(:,:,:)
129      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegrefIRgrid(:,:,:)
130!$OMP THREADPRIVATE(qrefVISgrid,qscatrefVISgrid,qrefIRgrid,qscatrefIRgrid,omegrefVISgrid,&
131!$OMP omegrefIRgrid)
132!     Firstcall
133      LOGICAL,SAVE :: firstcall = .true.
134      LOGICAL,SAVE :: first_allocate=.true.
135!$OMP THREADPRIVATE(firstcall,first_allocate)
136!     Variables used by the Gauss-Legendre integration:
137      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: normd(:,:,:,:)
138      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: dista(:,:,:,:,:)
139      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: distb(:,:,:,:,:)
140!$OMP THREADPRIVATE(normd,dista,distb)
141
142      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: radGAUSa(:,:,:)
143      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: radGAUSb(:,:,:)
144!$OMP THREADPRIVATE(radGAUSa,radGAUSb)
145
146      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qsqrefVISa(:,:,:)
147      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qrefVISa(:,:)
148      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qsqrefVISb(:,:,:)
149      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qrefVISb(:,:)
150!$OMP THREADPRIVATE(qsqrefVISa,qrefVISa,qsqrefVISb,qrefVISb)
151      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegVISa(:,:,:)
152      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegrefVISa(:,:)
153      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegVISb(:,:,:)
154      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegrefVISb(:,:)
155      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: gVISa(:,:,:)
156      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: gVISb(:,:,:)
157!$OMP THREADPRIVATE(omegVISa,omegrefVISa,omegVISb,omegrefVISb,gVISa,gVISb)
158
159      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qsqrefIRa(:,:,:)
160      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qrefIRa(:,:)
161      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qsqrefIRb(:,:,:)
162      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: qrefIRb(:,:)
163!$OMP THREADPRIVATE(qsqrefIRa,qrefIRa,qsqrefIRb,qrefIRb)
164      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegIRa(:,:,:)
165      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegrefIRa(:,:)
166      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegIRb(:,:,:)
167      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: omegrefIRb(:,:)
168      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: gIRa(:,:,:)
169      REAL,SAVE,ALLOCATABLE :: gIRb(:,:,:)
170!$OMP THREADPRIVATE(omegIRa,omegrefIRa,omegIRb,omegrefIRb,gIRa,gIRb)
171
172      REAL :: radiusm
173      REAL :: radiusr
174
175!     Inputs
176!     ------
177
178      INTEGER :: ngrid,nlayer
179!     Aerosol effective radius used for radiative transfer (meter)
180      REAL :: reffrad(ngrid,nlayer,naerkind)
181!     Aerosol effective variance used for radiative transfer (n.u.)
182      REAL,INTENT(IN) :: nueffrad(ngrid,nlayer,naerkind)
183
184!     Outputs
185!     -------
186
187      REAL,INTENT(OUT) :: QVISsQREF3d(ngrid,nlayer,L_NSPECTV,naerkind)
188      REAL,INTENT(OUT) :: omegaVIS3d(ngrid,nlayer,L_NSPECTV,naerkind)
189      REAL,INTENT(OUT) :: gVIS3d(ngrid,nlayer,L_NSPECTV,naerkind)
190
191      REAL,INTENT(OUT) :: QIRsQREF3d(ngrid,nlayer,L_NSPECTI,naerkind)
192      REAL,INTENT(OUT) :: omegaIR3d(ngrid,nlayer,L_NSPECTI,naerkind)
193      REAL,INTENT(OUT) :: gIR3d(ngrid,nlayer,L_NSPECTI,naerkind)
194
195      REAL,INTENT(OUT) :: QREFvis3d(ngrid,nlayer,naerkind)
196      REAL,INTENT(OUT) :: QREFir3d(ngrid,nlayer,naerkind)
197
198!      REAL :: omegaREFvis3d(ngrid,nlayer,naerkind)
199!      REAL :: omegaREFir3d(ngrid,nlayer,naerkind)
200
201      REAL :: minrad    ! minimal radius in table .dat radiustab (outside 0)
202      REAL :: maxrad
203
204!     0. Allocate local saved arrays at firstcall
205!     --------------------------------------------------
206      IF (first_allocate) THEN
207        ! Grid used to remember computations already done at previous calls
208        ALLOCATE(checkgrid(refftabsize,nuefftabsize,naerkind,2))
209        checkgrid(:,:,:,:)=.false.
210        ! Optical properties of the grid (VISIBLE)
211        ALLOCATE(qsqrefVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTV,naerkind))
212        ALLOCATE(qextVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTV,naerkind))
213        ALLOCATE(qscatVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTV,naerkind))
214        ALLOCATE(omegVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTV,naerkind))
215        ALLOCATE(gVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTV,naerkind))
216        ! Optical properties of the grid (INFRARED)
217        ALLOCATE(qsqrefIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTI,naerkind))
218        ALLOCATE(qextIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTI,naerkind))
219        ALLOCATE(qscatIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTI,naerkind))
220        ALLOCATE(omegIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTI,naerkind))
221        ALLOCATE(gIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,L_NSPECTI,naerkind))
222        ! Optical properties of the grid (REFERENCE WAVELENGTHS)
223        ALLOCATE(qrefVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,naerkind))
224        ALLOCATE(qscatrefVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,naerkind))
225        ALLOCATE(qrefIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,naerkind))
226        ALLOCATE(qscatrefIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,naerkind))
227        ALLOCATE(omegrefVISgrid(refftabsize,nuefftabsize,naerkind))
228        ALLOCATE(omegrefIRgrid(refftabsize,nuefftabsize,naerkind))
229        ! Variables used by the Gauss-Legendre integration:
230        ALLOCATE(normd(refftabsize,nuefftabsize,naerkind,2))
231        ALLOCATE(dista(refftabsize,nuefftabsize,naerkind,2,ngau))
232        ALLOCATE(distb(refftabsize,nuefftabsize,naerkind,2,ngau))
233        ALLOCATE(radGAUSa(ngau,naerkind,2))
234        ALLOCATE(radGAUSb(ngau,naerkind,2))
235        !
236        ALLOCATE(qsqrefVISa(L_NSPECTV,ngau,naerkind))
237        ALLOCATE(qrefVISa(ngau,naerkind))
238        ALLOCATE(qsqrefVISb(L_NSPECTV,ngau,naerkind))
239        ALLOCATE(qrefVISb(ngau,naerkind))
240        ALLOCATE(omegVISa(L_NSPECTV,ngau,naerkind))
241        ALLOCATE(omegrefVISa(ngau,naerkind))
242        ALLOCATE(omegVISb(L_NSPECTV,ngau,naerkind))
243        ALLOCATE(omegrefVISb(ngau,naerkind))
244        ALLOCATE(gVISa(L_NSPECTV,ngau,naerkind))
245        ALLOCATE(gVISb(L_NSPECTV,ngau,naerkind))
246        !
247        ALLOCATE(qsqrefIRa(L_NSPECTI,ngau,naerkind))
248        ALLOCATE(qrefIRa(ngau,naerkind))
249        ALLOCATE(qsqrefIRb(L_NSPECTI,ngau,naerkind))
250        ALLOCATE(qrefIRb(ngau,naerkind))
251
252        ALLOCATE(omegIRa(L_NSPECTI,ngau,naerkind))
253        ALLOCATE(omegrefIRa(ngau,naerkind))
254        ALLOCATE(omegIRb(L_NSPECTI,ngau,naerkind))
255        ALLOCATE(omegrefIRb(ngau,naerkind))
256        ALLOCATE(gIRa(L_NSPECTI,ngau,naerkind))
257        ALLOCATE(gIRb(L_NSPECTI,ngau,naerkind))
258
259        first_allocate=.false.
260      ENDIF ! of IF (first_allocate)
261
262      DO iaer = 1, naerkind ! Loop on aerosol kind
263        IF ( (nsize(iaer,1).EQ.1).AND.(nsize(iaer,2).EQ.1) ) THEN
264!==================================================================
265!       If there is one single particle size, optical
266!         properties of the considered aerosol are homogeneous
267          DO lg = 1, nlayer
268            DO ig = 1, ngrid
269              DO chg = 1, L_NSPECTV
270                QVISsQREF3d(ig,lg,chg,iaer)=QVISsQREF(chg,iaer,1)
271                omegaVIS3d(ig,lg,chg,iaer)=omegaVIS(chg,iaer,1)
272                gVIS3d(ig,lg,chg,iaer)=gVIS(chg,iaer,1)
273              ENDDO
274              DO chg = 1, L_NSPECTI
275                QIRsQREF3d(ig,lg,chg,iaer)=QIRsQREF(chg,iaer,1)
276                omegaIR3d(ig,lg,chg,iaer)=omegaIR(chg,iaer,1)
277                gIR3d(ig,lg,chg,iaer)=gIR(chg,iaer,1)
278              ENDDO
279              QREFvis3d(ig,lg,iaer)=QREFvis(iaer,1)
280              QREFir3d(ig,lg,iaer)=QREFir(iaer,1)
281!              omegaREFvis3d(ig,lg,iaer)=omegaREFvis(iaer,1)
282!              omegaREFir3d(ig,lg,iaer)=omegaREFir(iaer,1)
283            ENDDO
284          ENDDO
285
286
287          if (firstcall) then
288             print*,'Optical prop. of the aerosol are homogenous for:'
289             print*,'iaer = ',iaer
290          endif
291
292        ELSE ! Varying effective radius and variance
293      DO idomain = 1, 2 ! Loop on visible or infrared channel
294!==================================================================
295!     1. Creating the effective radius and variance grid
296!     --------------------------------------------------
297      IF (firstcall) THEN
298
299!       1.1 Pi!
300        pi = 2. * asin(1.e0)
301
302!       1.2 Effective radius
303        refftab(1)    = refftabmin
304        refftab(refftabsize) = refftabmax
305
306        logvratgrid = log(refftabmax/refftabmin) / float(refftabsize-1)*3.
307        vratgrid = exp(logvratgrid)
308
309        do i = 2, refftabsize-1
310          refftab(i) = refftab(i-1)*vratgrid**(1./3.)
311        enddo
312
313!       1.3 Effective variance
314        if(nuefftabsize.eq.1)then ! addded by RDW
315           print*,'Warning: no variance range in aeroptproperties'
316           nuefftab(1)=0.2
317        else
318           do i = 0, nuefftabsize-1
319              nuefftab(i+1) = exp( nuefftabmin + i*(nuefftabmax-nuefftabmin)/(nuefftabsize-1) )
320           enddo
321        endif
322
323        ! check that radiustab (table.dat) cover the reffrad used for haze : iaer=1
324        minrad=min(MINVAL(radiustab(1,1,1:nsize(1,1))),MINVAL(radiustab(1,2,1:nsize(1,2))))
325        maxrad=min(MAXVAL(radiustab(1,1,1:nsize(1,1))),MAXVAL(radiustab(1,2,1:nsize(1,2))))
326        IF ((MINVAL(reffrad).LT.minrad).OR.(MAXVAL(reffrad).GT.maxrad)) then
327           WRITE(*,*) 'Warning: particle size in grid box #'
328           WRITE(*,*) ig,' is larger than optical properties. '
329           WRITE(*,*) 'reffrad=',MINVAL(reffrad),'-',MAXVAL(reffrad)
330           WRITE(*,*) 'radiustab=',minrad,'-',maxrad
331
332           ! ensure reffrad is within bounds of radiustab
333           WHERE(reffrad.LT.minrad)
334              reffrad=minrad
335           ENDWHERE
336           WHERE(reffrad.GT.maxrad)
337              reffrad=maxrad
338           ENDWHERE
339           WRITE(*,*) 'Truncated reffrad within radiustab bounds:'
340           WRITE(*,*) 'New reffrad=',MINVAL(reffrad),'-',MAXVAL(reffrad)
341        ENDIF
342
343        firstcall = .false.
344      ENDIF ! of IF (firstcall)
345
346!       1.4 Radius middle point and range for Gauss integration
347        radiusm=0.5*(radiustab(iaer,idomain,nsize(iaer,idomain)) + radiustab(iaer,idomain,1))
348        radiusr=0.5*(radiustab(iaer,idomain,nsize(iaer,idomain)) - radiustab(iaer,idomain,1))
349
350!       1.5 Interpolating data at the Gauss quadrature points:
351        DO gausind=1,ngau
352          drad=radiusr*radgaus(gausind)
353          radGAUSa(gausind,iaer,idomain)=radiusm-drad
354
355          radius_id=minloc(abs(radiustab(iaer,idomain,:) - (radiusm-drad)),DIM=1)
356          IF ((radiustab(iaer,idomain,radius_id) - (radiusm-drad)).GT.0) THEN
357            radius_id=radius_id-1
358          ENDIF
359          IF (radius_id.GE.nsize(iaer,idomain)) THEN
360            radius_id=nsize(iaer,idomain)-1
361            kint = 1.
362          ELSEIF (radius_id.LT.1) THEN
363            radius_id=1
364            kint = 0.
365          ELSE
366          kint = ( (radiusm-drad) -                             &
367                   radiustab(iaer,idomain,radius_id) ) /        &
368                 ( radiustab(iaer,idomain,radius_id+1) -        &
369                   radiustab(iaer,idomain,radius_id) )
370          ENDIF
371          IF (idomain.EQ.1) THEN ! VISIBLE DOMAIN -----------------
372            DO m=1,L_NSPECTV
373               qsqrefVISa(m,gausind,iaer)=                      &
374                    (1-kint)*QVISsQREF(m,iaer,radius_id) +      &
375                    kint*QVISsQREF(m,iaer,radius_id+1)
376            omegVISa(m,gausind,iaer)=                           &
377                    (1-kint)*omegaVIS(m,iaer,radius_id) +       &
378                    kint*omegaVIS(m,iaer,radius_id+1)
379            gVISa(m,gausind,iaer)=                              &
380                    (1-kint)*gVIS(m,iaer,radius_id) +           &
381                    kint*gVIS(m,iaer,radius_id+1)
382            ENDDO
383            qrefVISa(gausind,iaer)=                             &
384                    (1-kint)*QREFvis(iaer,radius_id) +          &
385                    kint*QREFvis(iaer,radius_id+1)
386            omegrefVISa(gausind,iaer)= 0
387!            omegrefVISa(gausind,iaer)=                          &
388!                    (1-kint)*omegaREFvis(iaer,radius_id) +      &
389!                    kint*omegaREFvis(iaer,radius_id+1)
390          ELSE ! INFRARED DOMAIN ----------------------------------
391            DO m=1,L_NSPECTI
392            qsqrefIRa(m,gausind,iaer)=                          &
393                    (1-kint)*QIRsQREF(m,iaer,radius_id) +       &
394                    kint*QIRsQREF(m,iaer,radius_id+1)
395            omegIRa(m,gausind,iaer)=                            &
396                    (1-kint)*omegaIR(m,iaer,radius_id) +        &
397                    kint*omegaIR(m,iaer,radius_id+1)
398            gIRa(m,gausind,iaer)=                               &
399                    (1-kint)*gIR(m,iaer,radius_id) +            &
400                    kint*gIR(m,iaer,radius_id+1)
401            ENDDO
402            qrefIRa(gausind,iaer)=                              &
403                    (1-kint)*QREFir(iaer,radius_id) +           &
404                    kint*QREFir(iaer,radius_id+1)
405            omegrefIRa(gausind,iaer)=                           &
406                    (1-kint)*omegaREFir(iaer,radius_id) +       &
407                    kint*omegaREFir(iaer,radius_id+1)
408          ENDIF
409        ENDDO
410
411        DO gausind=1,ngau
412          drad=radiusr*radgaus(gausind)
413          radGAUSb(gausind,iaer,idomain)=radiusm+drad
414
415          radius_id=minloc(abs(radiustab(iaer,idomain,:) -      &
416                               (radiusm+drad)),DIM=1)
417          IF ((radiustab(iaer,idomain,radius_id) -              &
418               (radiusm+drad)).GT.0) THEN
419            radius_id=radius_id-1
420          ENDIF
421          IF (radius_id.GE.nsize(iaer,idomain)) THEN
422            radius_id=nsize(iaer,idomain)-1
423            kint = 1.
424          ELSEIF (radius_id.LT.1) THEN
425            radius_id=1
426            kint = 0.
427          ELSE
428            kint = ( (radiusm+drad) -                           &
429                     radiustab(iaer,idomain,radius_id) ) /      &
430                   ( radiustab(iaer,idomain,radius_id+1) -      &
431                     radiustab(iaer,idomain,radius_id) )
432          ENDIF
433          IF (idomain.EQ.1) THEN ! VISIBLE DOMAIN -----------------
434            DO m=1,L_NSPECTV
435            qsqrefVISb(m,gausind,iaer)=                         &
436                    (1-kint)*QVISsQREF(m,iaer,radius_id) +      &
437                    kint*QVISsQREF(m,iaer,radius_id+1)
438            omegVISb(m,gausind,iaer)=                           &
439                    (1-kint)*omegaVIS(m,iaer,radius_id) +       &
440                    kint*omegaVIS(m,iaer,radius_id+1)
441            gVISb(m,gausind,iaer)=                              &
442                    (1-kint)*gVIS(m,iaer,radius_id) +           &
443                    kint*gVIS(m,iaer,radius_id+1)
444            ENDDO
445            qrefVISb(gausind,iaer)=                             &
446                    (1-kint)*QREFvis(iaer,radius_id) +          &
447                    kint*QREFvis(iaer,radius_id+1)
448            omegrefVISb(gausind,iaer)= 0
449!            omegrefVISb(gausind,iaer)=                          &
450!                    (1-kint)*omegaREFvis(iaer,radius_id) +      &
451!                    kint*omegaREFvis(iaer,radius_id+1)
452          ELSE ! INFRARED DOMAIN ----------------------------------
453            DO m=1,L_NSPECTI
454            qsqrefIRb(m,gausind,iaer)=                          &
455                    (1-kint)*QIRsQREF(m,iaer,radius_id) +       &
456                    kint*QIRsQREF(m,iaer,radius_id+1)
457            omegIRb(m,gausind,iaer)=                            &
458                    (1-kint)*omegaIR(m,iaer,radius_id) +        &
459                    kint*omegaIR(m,iaer,radius_id+1)
460            gIRb(m,gausind,iaer)=                               &
461                    (1-kint)*gIR(m,iaer,radius_id) +            &
462                    kint*gIR(m,iaer,radius_id+1)
463            ENDDO
464            qrefIRb(gausind,iaer)=                              &
465                    (1-kint)*QREFir(iaer,radius_id) +           &
466                    kint*QREFir(iaer,radius_id+1)
467            omegrefIRb(gausind,iaer)=                           &
468                    (1-kint)*omegaREFir(iaer,radius_id) +       &
469                    kint*omegaREFir(iaer,radius_id+1)
470          ENDIF
471        ENDDO
472
473!==================================================================
474! CONSTANT NUEFF FROM HERE
475!==================================================================
476
477!     2. Compute the scattering parameters using linear
478!       interpolation over grain sizes and constant nueff
479!     ---------------------------------------------------
480
481      DO lg = 1,nlayer
482        DO ig = 1, ngrid
483!         2.1 Effective radius index and kx calculation
484          var_tmp=reffrad(ig,lg,iaer)/refftabmin
485          var_tmp=log(var_tmp)*3.
486          var_tmp=var_tmp/logvratgrid+1.
487          grid_i=floor(var_tmp)
488          IF (grid_i.GE.refftabsize) THEN
489!           WRITE(*,*) 'Warning: particle size in grid box #'
490!           WRITE(*,*) ig,' is too large to be used by the '
491!           WRITE(*,*) 'radiative transfer; please extend the '
492!           WRITE(*,*) 'interpolation grid to larger grain sizes.'
493            grid_i=refftabsize-1
494            kx = 1.
495          ELSEIF (grid_i.LT.1) THEN
496!           WRITE(*,*) 'Warning: particle size in grid box #'
497!           WRITE(*,*) ig,' is too small to be used by the '
498!           WRITE(*,*) 'radiative transfer; please extend the '
499!           WRITE(*,*) 'interpolation grid to smaller grain sizes.'
500            grid_i=1
501            kx = 0.
502          ELSE
503            kx = ( reffrad(ig,lg,iaer)-refftab(grid_i) ) /            &
504                 ( refftab(grid_i+1)-refftab(grid_i) )
505          ENDIF
506!         2.3 Integration
507          DO j=grid_i,grid_i+1
508!             2.3.1 Check if the calculation has been done
509              IF (.NOT.checkgrid(j,1,iaer,idomain)) THEN
510!               2.3.2 Log-normal dist., r_g and sigma_g are defined
511!                 in [hansen_1974], "Light scattering in planetary
512!                 atmospheres", Space Science Reviews 16 527-610.
513!                 Here, sizedistk1=r_g and sizedistk2=sigma_g^2
514                sizedistk2 = log(1.+nueffrad(1,1,iaer))
515                sizedistk1 = exp(2.5*sizedistk2)
516                sizedistk1 = refftab(j) / sizedistk1
517
518                normd(j,1,iaer,idomain) = 1e-30
519                DO gausind=1,ngau
520                  drad=radiusr*radgaus(gausind)
521                  dista(j,1,iaer,idomain,gausind) = LOG((radiusm-drad)/sizedistk1)
522                  dista(j,1,iaer,idomain,gausind) =                   &
523                    EXP(-dista(j,1,iaer,idomain,gausind) *            &
524                    dista(j,1,iaer,idomain,gausind) *                 &
525                    0.5e0/sizedistk2)/(radiusm-drad)
526                  dista(j,1,iaer,idomain,gausind) =                   &
527                    dista(j,1,iaer,idomain,gausind) /                 &
528                    (sqrt(2e0*pi*sizedistk2))
529
530                  distb(j,1,iaer,idomain,gausind) = LOG((radiusm+drad)/sizedistk1)
531                  distb(j,1,iaer,idomain,gausind) =                   &
532                    EXP(-distb(j,1,iaer,idomain,gausind) *            &
533                    distb(j,1,iaer,idomain,gausind) *                 &
534                    0.5e0/sizedistk2)/(radiusm+drad)
535                  distb(j,1,iaer,idomain,gausind) =                   &
536                    distb(j,1,iaer,idomain,gausind) /                 &
537                    (sqrt(2e0*pi*sizedistk2))
538
539                  normd(j,1,iaer,idomain)=normd(j,1,iaer,idomain) +   &
540                    weightgaus(gausind) *                             &
541                    (                                                 &
542                    distb(j,1,iaer,idomain,gausind) * pi *            &
543                    radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *                  &
544                    radGAUSb(gausind,iaer,idomain) +                  &
545                    dista(j,1,iaer,idomain,gausind) * pi *            &
546                    radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *                  &
547                    radGAUSa(gausind,iaer,idomain)                    &
548                    )
549                ENDDO
550                IF (idomain.EQ.1) THEN ! VISIBLE DOMAIN -----------
551!                 2.3.3.vis Initialization
552                  qsqrefVISgrid(j,1,:,iaer)=0.
553                  qextVISgrid(j,1,:,iaer)=0.
554                  qscatVISgrid(j,1,:,iaer)=0.
555                  omegVISgrid(j,1,:,iaer)=0.
556                  gVISgrid(j,1,:,iaer)=0.
557                  qrefVISgrid(j,1,iaer)=0.
558                  qscatrefVISgrid(j,1,iaer)=0.
559                  omegrefVISgrid(j,1,iaer)=0.
560
561                  DO gausind=1,ngau
562                    DO m=1,L_NSPECTV
563!                     Convolution:
564                      qextVISgrid(j,1,m,iaer) =              &
565                        qextVISgrid(j,1,m,iaer) +            &
566                        weightgaus(gausind) *                &
567                        (                                    &
568                        qsqrefVISb(m,gausind,iaer) *         &
569                        qrefVISb(gausind,iaer) *             &
570                        pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *  &
571                        radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *     &
572                        distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +    &
573                        qsqrefVISa(m,gausind,iaer) *         &
574                        qrefVISa(gausind,iaer) *             &
575                        pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *  &
576                        radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *     &
577                        dista(j,1,iaer,idomain,gausind)      &
578                        )
579                      qscatVISgrid(j,1,m,iaer) =             &
580                        qscatVISgrid(j,1,m,iaer) +           &
581                        weightgaus(gausind) *                &
582                        (                                    &
583                        omegVISb(m,gausind,iaer) *           &
584                        qsqrefVISb(m,gausind,iaer) *         &
585                        qrefVISb(gausind,iaer) *             &
586                        pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *  &
587                        radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *     &
588                        distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +    &
589                        omegVISa(m,gausind,iaer) *           &
590                        qsqrefVISa(m,gausind,iaer) *         &
591                        qrefVISa(gausind,iaer) *             &
592                        pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *  &
593                        radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *     &
594                        dista(j,1,iaer,idomain,gausind)      &
595                        )
596                      gVISgrid(j,1,m,iaer) =                 &
597                        gVISgrid(j,1,m,iaer) +               &
598                        weightgaus(gausind) *                &
599                        (                                    &
600                        omegVISb(m,gausind,iaer) *           &
601                        qsqrefVISb(m,gausind,iaer) *         &
602                        qrefVISb(gausind,iaer) *             &
603                        gVISb(m,gausind,iaer) *              &
604                        pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *  &
605                        radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *     &
606                        distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +    &
607                        omegVISa(m,gausind,iaer) *           &
608                        qsqrefVISa(m,gausind,iaer) *         &
609                        qrefVISa(gausind,iaer) *             &
610                        gVISa(m,gausind,iaer) *              &
611                        pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *  &
612                        radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *     &
613                        dista(j,1,iaer,idomain,gausind)      &
614                        )
615                    ENDDO
616                    qrefVISgrid(j,1,iaer) =                  &
617                      qrefVISgrid(j,1,iaer) +                &
618                      weightgaus(gausind) *                  &
619                      (                                      &
620                      qrefVISb(gausind,iaer) *               &
621                      pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *    &
622                      radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *       &
623                      distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +      &
624                      qrefVISa(gausind,iaer) *               &
625                      pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *    &
626                      radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *       &
627                      dista(j,1,iaer,idomain,gausind)        &
628                      )
629                    qscatrefVISgrid(j,1,iaer) =              &
630                      qscatrefVISgrid(j,1,iaer) +            &
631                      weightgaus(gausind) *                  &
632                      (                                      &
633                      omegrefVISb(gausind,iaer) *            &
634                      qrefVISb(gausind,iaer) *               &
635                      pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *    &
636                      radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *       &
637                      distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +      &
638                      omegrefVISa(gausind,iaer) *            &
639                      qrefVISa(gausind,iaer) *               &
640                      pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *    &
641                      radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *       &
642                      dista(j,1,iaer,idomain,gausind)        &
643                      )
644                  ENDDO
645
646                  qrefVISgrid(j,1,iaer)=qrefVISgrid(j,1,iaer) /          &
647                                normd(j,1,iaer,idomain)
648                  qscatrefVISgrid(j,1,iaer)=qscatrefVISgrid(j,1,iaer) /  &
649                                normd(j,1,iaer,idomain)
650                  omegrefVISgrid(j,1,iaer)=qscatrefVISgrid(j,1,iaer) /   &
651                               qrefVISgrid(j,1,iaer)
652                  DO m=1,L_NSPECTV
653                    qextVISgrid(j,1,m,iaer)=qextVISgrid(j,1,m,iaer) /    &
654                                normd(j,1,iaer,idomain)
655                    qscatVISgrid(j,1,m,iaer)=qscatVISgrid(j,1,m,iaer) /  &
656                                normd(j,1,iaer,idomain)
657                    gVISgrid(j,1,m,iaer)=gVISgrid(j,1,m,iaer) /          &
658                                qscatVISgrid(j,1,m,iaer) /               &
659                                normd(j,1,iaer,idomain)
660
661                    qsqrefVISgrid(j,1,m,iaer)=qextVISgrid(j,1,m,iaer) /  &
662                                qrefVISgrid(j,1,iaer)
663                    omegVISgrid(j,1,m,iaer)=qscatVISgrid(j,1,m,iaer) /   &
664                                qextVISgrid(j,1,m,iaer)
665                  ENDDO
666                ELSE                   ! INFRARED DOMAIN ----------
667!                 2.3.3.ir Initialization
668                  qsqrefIRgrid(j,1,:,iaer)=0.
669                  qextIRgrid(j,1,:,iaer)=0.
670                  qscatIRgrid(j,1,:,iaer)=0.
671                  omegIRgrid(j,1,:,iaer)=0.
672                  gIRgrid(j,1,:,iaer)=0.
673                  qrefIRgrid(j,1,iaer)=0.
674                  qscatrefIRgrid(j,1,iaer)=0.
675                  omegrefIRgrid(j,1,iaer)=0.
676
677                  DO gausind=1,ngau
678                    DO m=1,L_NSPECTI
679!                     Convolution:
680                      qextIRgrid(j,1,m,iaer) =                  &
681                        qextIRgrid(j,1,m,iaer) +                &
682                        weightgaus(gausind) *                   &
683                        (                                       &
684                        qsqrefIRb(m,gausind,iaer) *             &
685                        qrefVISb(gausind,iaer) *                &
686                        pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *     &
687                        radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *        &
688                        distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +       &
689                        qsqrefIRa(m,gausind,iaer) *             &
690                        qrefVISa(gausind,iaer) *                &
691                        pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *     &
692                        radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *        &
693                        dista(j,1,iaer,idomain,gausind)         &
694                        )
695                      qscatIRgrid(j,1,m,iaer) =                 &
696                        qscatIRgrid(j,1,m,iaer) +               &
697                        weightgaus(gausind) *                   &
698                        (                                       &
699                        omegIRb(m,gausind,iaer) *               &
700                        qsqrefIRb(m,gausind,iaer) *             &
701                        qrefVISb(gausind,iaer) *                &
702                        pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *     &
703                        radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *        &
704                        distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +       &
705                        omegIRa(m,gausind,iaer) *               &
706                        qsqrefIRa(m,gausind,iaer) *             &
707                        qrefVISa(gausind,iaer) *                &
708                        pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *     &
709                        radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *        &
710                        dista(j,1,iaer,idomain,gausind)         &
711                        )
712                      gIRgrid(j,1,m,iaer) =                     &
713                        gIRgrid(j,1,m,iaer) +                   &
714                        weightgaus(gausind) *                   &
715                        (                                       &
716                        omegIRb(m,gausind,iaer) *               &
717                        qsqrefIRb(m,gausind,iaer) *             &
718                        qrefVISb(gausind,iaer) *                &
719                        gIRb(m,gausind,iaer) *                  &
720                        pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *     &
721                        radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *        &
722                        distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +       &
723                        omegIRa(m,gausind,iaer) *               &
724                        qsqrefIRa(m,gausind,iaer) *             &
725                        qrefVISa(gausind,iaer) *                &
726                        gIRa(m,gausind,iaer) *                  &
727                        pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *     &
728                        radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *        &
729                        dista(j,1,iaer,idomain,gausind)         &
730                        )
731                    ENDDO
732                    qrefIRgrid(j,1,iaer) =                      &
733                      qrefIRgrid(j,1,iaer) +                    &
734                      weightgaus(gausind) *                     &
735                      (                                         &
736                      qrefIRb(gausind,iaer) *                   &
737                      pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *       &
738                      radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *          &
739                      distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +         &
740                      qrefIRa(gausind,iaer) *                   &
741                      pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *       &
742                      radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *          &
743                      dista(j,1,iaer,idomain,gausind)           &
744                      )
745                    qscatrefIRgrid(j,1,iaer) =                  &
746                      qscatrefIRgrid(j,1,iaer) +                &
747                      weightgaus(gausind) *                     &
748                      (                                         &
749                      omegrefIRb(gausind,iaer) *                &
750                      qrefIRb(gausind,iaer) *                   &
751                      pi*radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *       &
752                      radGAUSb(gausind,iaer,idomain) *          &
753                      distb(j,1,iaer,idomain,gausind) +         &
754                      omegrefIRa(gausind,iaer) *                &
755                      qrefIRa(gausind,iaer) *                   &
756                      pi*radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *       &
757                      radGAUSa(gausind,iaer,idomain) *          &
758                      dista(j,1,iaer,idomain,gausind)           &
759                      )
760                  ENDDO
761
762                  qrefIRgrid(j,1,iaer)=qrefIRgrid(j,1,iaer) /          &
763                                normd(j,1,iaer,idomain)
764                  qscatrefIRgrid(j,1,iaer)=qscatrefIRgrid(j,1,iaer) /  &
765                                normd(j,1,iaer,idomain)
766                  omegrefIRgrid(j,1,iaer)=qscatrefIRgrid(j,1,iaer) /   &
767                               qrefIRgrid(j,1,iaer)
768                  DO m=1,L_NSPECTI
769                    qextIRgrid(j,1,m,iaer)=qextIRgrid(j,1,m,iaer) /    &
770                                normd(j,1,iaer,idomain)
771                    qscatIRgrid(j,1,m,iaer)=qscatIRgrid(j,1,m,iaer) /  &
772                                normd(j,1,iaer,idomain)
773                    gIRgrid(j,1,m,iaer)=gIRgrid(j,1,m,iaer) /          &
774                                qscatIRgrid(j,1,m,iaer) /              &
775                                normd(j,1,iaer,idomain)
776
777                    qsqrefIRgrid(j,1,m,iaer)=qextIRgrid(j,1,m,iaer) /  &
778                                qrefVISgrid(j,1,iaer)
779                    omegIRgrid(j,1,m,iaer)=qscatIRgrid(j,1,m,iaer) /   &
780                                qextIRgrid(j,1,m,iaer)
781                  ENDDO
782                ENDIF                  ! --------------------------
783                checkgrid(j,1,iaer,idomain) = .true.
784              ENDIF !checkgrid
785          ENDDO !grid_i
786!         2.4 Linear interpolation
787          k1 = (1-kx)
788          k2 = kx
789          IF (idomain.EQ.1) THEN ! VISIBLE ------------------------
790          DO m=1,L_NSPECTV
791             QVISsQREF3d(ig,lg,m,iaer) =                           &
792                        k1*qsqrefVISgrid(grid_i,1,m,iaer) +        &
793                        k2*qsqrefVISgrid(grid_i+1,1,m,iaer)
794            omegaVIS3d(ig,lg,m,iaer) =                             &
795                        k1*omegVISgrid(grid_i,1,m,iaer) +          &
796                        k2*omegVISgrid(grid_i+1,1,m,iaer)
797            gVIS3d(ig,lg,m,iaer) =                                 &
798                        k1*gVISgrid(grid_i,1,m,iaer) +             &
799                        k2*gVISgrid(grid_i+1,1,m,iaer)
800          ENDDO !L_NSPECTV
801          QREFvis3d(ig,lg,iaer) =                                  &
802                        k1*qrefVISgrid(grid_i,1,iaer) +            &
803                        k2*qrefVISgrid(grid_i+1,1,iaer)
804!          omegaREFvis3d(ig,lg,iaer) =                              &
805!                        k1*omegrefVISgrid(grid_i,1,iaer) +         &
806!                        k2*omegrefVISgrid(grid_i+1,1,iaer)
807          ELSE                   ! INFRARED -----------------------
808          DO m=1,L_NSPECTI
809            QIRsQREF3d(ig,lg,m,iaer) =                             &
810                        k1*qsqrefIRgrid(grid_i,1,m,iaer) +         &
811                        k2*qsqrefIRgrid(grid_i+1,1,m,iaer)
812            omegaIR3d(ig,lg,m,iaer) =                              &
813                        k1*omegIRgrid(grid_i,1,m,iaer) +           &
814                        k2*omegIRgrid(grid_i+1,1,m,iaer)
815            gIR3d(ig,lg,m,iaer) =                                  &
816                        k1*gIRgrid(grid_i,1,m,iaer) +              &
817                        k2*gIRgrid(grid_i+1,1,m,iaer)
818          ENDDO !L_NSPECTI
819          QREFir3d(ig,lg,iaer) =                                   &
820                        k1*qrefIRgrid(grid_i,1,iaer) +             &
821                        k2*qrefIRgrid(grid_i+1,1,iaer)
822!          omegaREFir3d(ig,lg,iaer) =                               &
823!                        k1*omegrefIRgrid(grid_i,1,iaer) +          &
824!                        k2*omegrefIRgrid(grid_i+1,1,iaer)
825          ENDIF                  ! --------------------------------
826        ENDDO !nlayer
827      ENDDO !ngrid
828
829!==================================================================
830
831
832
833      ENDDO ! idomain
834
835      ENDIF ! nsize = 1
836
837      ENDDO ! iaer (loop on aerosol kind)
838
839    END SUBROUTINE aeroptproperties
840
841
842end module aeroptproperties_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.