| 1 | SUBROUTINE cocloud(ngrid,nlay,naersize, ptimestep, & |
|---|
| 2 | pplev,pplay,pdpsrf,pzlev,pzlay,pt,pdt, & |
|---|
| 3 | pq,pdq,pdqcloud,pdqscloud,pdtcloud, & |
|---|
| 4 | nq,rice_co) |
|---|
| 5 | |
|---|
| 6 | use comgeomfi_h |
|---|
| 7 | use comcstfi_mod, only: pi, g, cpp |
|---|
| 8 | use tracer_h, only: igcm_co_gas, igcm_co_ice, rho_co_ice, lw_co |
|---|
| 9 | use callkeys_mod, only: Nmix_co |
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| 10 | |
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| 11 | IMPLICIT NONE |
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| 12 | |
|---|
| 13 | !======================================================================= |
|---|
| 14 | ! Treatment of saturation of CARBON MONOXIDE |
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| 15 | ! |
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| 16 | ! |
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| 17 | ! Modif de zq si saturation dans l'atmosphere |
|---|
| 18 | ! si zq(ig,l)> zqsat(ig,l) -> zq(ig,l)=zqsat(ig,l) |
|---|
| 19 | ! Le test est effectue de bas en haut. CO condensee |
|---|
| 20 | ! (si saturation) est remise dans la couche en dessous. |
|---|
| 21 | ! CO condensee dans la couche du bas est deposee a la surface |
|---|
| 22 | ! |
|---|
| 23 | ! |
|---|
| 24 | !======================================================================= |
|---|
| 25 | |
|---|
| 26 | !----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 27 | ! declarations: |
|---|
| 28 | ! ------------- |
|---|
| 29 | |
|---|
| 30 | |
|---|
| 31 | ! Inputs: |
|---|
| 32 | ! ------ |
|---|
| 33 | |
|---|
| 34 | INTEGER ngrid,nlay |
|---|
| 35 | REAL ptimestep ! pas de temps physique (s) |
|---|
| 36 | REAL pplev(ngrid,nlay+1) ! pression aux inter-couches (Pa) |
|---|
| 37 | REAL pplay(ngrid,nlay) ! pression au milieu des couches (Pa) |
|---|
| 38 | REAL pdpsrf(ngrid) ! tendance surf pressure |
|---|
| 39 | REAL pzlev(ngrid,nlay+1) ! altitude at layer boundaries |
|---|
| 40 | REAL pzlay(ngrid,nlay) ! altitude at the middle of the layers |
|---|
| 41 | REAL pt(ngrid,nlay) ! temperature at the middle of the layers (K) |
|---|
| 42 | REAL pdt(ngrid,nlay) ! tendance temperature des autres param. |
|---|
| 43 | |
|---|
| 44 | real pq(ngrid,nlay,nq) ! traceur (kg/kg) |
|---|
| 45 | real pdq(ngrid,nlay,nq) ! tendance avant condensation (kg/kg.s-1) |
|---|
| 46 | integer naersize ! nombre de traceurs radiativement actifs (=naerkind) |
|---|
| 47 | integer nq ! nombre de traceurs |
|---|
| 48 | |
|---|
| 49 | ! Outputs: |
|---|
| 50 | ! ------- |
|---|
| 51 | |
|---|
| 52 | real pdqcloud(ngrid,nlay,nq) ! tendance de la condensation CO(kg/kg.s-1) |
|---|
| 53 | real pdqscloud(ngrid,nq) ! flux en surface (kg.m-2.s-1) |
|---|
| 54 | REAL pdtcloud(ngrid,nlay) ! tendance temperature due |
|---|
| 55 | ! a la chaleur latente |
|---|
| 56 | |
|---|
| 57 | REAL rice_co(ngrid,nlay) ! Ice mass mean radius (m) |
|---|
| 58 | ! (r_c in montmessin_2004) |
|---|
| 59 | |
|---|
| 60 | ! local: |
|---|
| 61 | ! ------ |
|---|
| 62 | ! REAL Nmix ! Cloud condensation nuclei |
|---|
| 63 | ! parameter (Nmix=1.E2) ! /kg |
|---|
| 64 | ! parameter (Nmix=1) ! /kg |
|---|
| 65 | real rnuclei ! Nuclei geometric mean radius (m) |
|---|
| 66 | parameter (rnuclei=2.E-7) ! m |
|---|
| 67 | |
|---|
| 68 | REAL CBRT |
|---|
| 69 | EXTERNAL CBRT |
|---|
| 70 | INTEGER ig,l |
|---|
| 71 | |
|---|
| 72 | |
|---|
| 73 | REAL zq(ngrid,nlay,nq) ! local value of tracers |
|---|
| 74 | REAL zq0(ngrid,nlay,nq) ! local initial value of tracers |
|---|
| 75 | REAL zqsat(ngrid,nlay) ! saturation |
|---|
| 76 | REAL zt(ngrid,nlay) ! local value of temperature |
|---|
| 77 | |
|---|
| 78 | REAL vecnull(ngrid*nlay) |
|---|
| 79 | |
|---|
| 80 | REAL masse (ngrid,nlay) |
|---|
| 81 | REAL epaisseur (ngrid,nlay) |
|---|
| 82 | ! REAL rfinal ! Ice crystal radius after condensation(m) |
|---|
| 83 | REAL*8 dzq ! masse de glace echangee (kg/kg) |
|---|
| 84 | REAL lw !Latent heat of sublimation (J.kg-1) |
|---|
| 85 | |
|---|
| 86 | |
|---|
| 87 | LOGICAL,SAVE :: firstcall=.true. |
|---|
| 88 | |
|---|
| 89 | ! indexes of co gas, co ice and dust tracers: |
|---|
| 90 | INTEGER,SAVE :: i_co=0 ! co gas |
|---|
| 91 | INTEGER,SAVE :: i_ice=0 ! co ice |
|---|
| 92 | |
|---|
| 93 | ! ** un petit test de coherence |
|---|
| 94 | ! -------------------------- |
|---|
| 95 | |
|---|
| 96 | IF (firstcall) THEN |
|---|
| 97 | IF(ngrid.NE.ngrid) THEN |
|---|
| 98 | PRINT*,'STOP dans cocloud' |
|---|
| 99 | PRINT*,'probleme de dimensions :' |
|---|
| 100 | PRINT*,'ngrid =',ngrid |
|---|
| 101 | PRINT*,'ngrid =',ngrid |
|---|
| 102 | STOP |
|---|
| 103 | ENDIF |
|---|
| 104 | |
|---|
| 105 | if (nq.gt.nq) then |
|---|
| 106 | write(*,*) 'stop in cocloud (nq.gt.nq)!' |
|---|
| 107 | write(*,*) 'nq=',nq,' nq=',nq |
|---|
| 108 | stop |
|---|
| 109 | endif |
|---|
| 110 | |
|---|
| 111 | ! MELANIE : change these line |
|---|
| 112 | i_co=igcm_co_gas |
|---|
| 113 | i_ice=igcm_co_ice |
|---|
| 114 | |
|---|
| 115 | write(*,*) "cocloud: i_co=",i_co |
|---|
| 116 | write(*,*) " i_ice=",i_ice |
|---|
| 117 | |
|---|
| 118 | firstcall=.false. |
|---|
| 119 | ENDIF ! of IF (firstcall) |
|---|
| 120 | |
|---|
| 121 | |
|---|
| 122 | !----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 123 | ! 1. initialisation |
|---|
| 124 | ! ----------------- |
|---|
| 125 | |
|---|
| 126 | ! On "update" la valeur de q(nq) (co vapor) et temperature. |
|---|
| 127 | ! On effectue qqes calculs preliminaires sur les couches : |
|---|
| 128 | ! masse (kg.m-2), epaisseur(m). |
|---|
| 129 | |
|---|
| 130 | do l=1,nlay |
|---|
| 131 | do ig=1,ngrid |
|---|
| 132 | zq(ig,l,i_co)=pq(ig,l,i_co)+pdq(ig,l,i_co)*ptimestep |
|---|
| 133 | zq(ig,l,i_co)=max(zq(ig,l,i_co),1.E-30) ! FF 12/2004 |
|---|
| 134 | zq0(ig,l,i_co)=zq(ig,l,i_co) |
|---|
| 135 | zt(ig,l)=pt(ig,l)+ pdt(ig,l)*ptimestep |
|---|
| 136 | masse(ig,l)=(pplev(ig,l) - pplev(ig,l+1)) /g |
|---|
| 137 | epaisseur(ig,l)= pzlev(ig,l+1) - pzlev(ig,l) |
|---|
| 138 | |
|---|
| 139 | zq(ig,l,i_ice)=pq(ig,l,i_ice)+pdq(ig,l,i_ice)*ptimestep |
|---|
| 140 | zq(ig,l,i_ice)=max(zq(ig,l,i_ice),0.) ! FF 12/2004 |
|---|
| 141 | zq0(ig,l,i_ice)=zq(ig,l,i_ice) |
|---|
| 142 | |
|---|
| 143 | enddo |
|---|
| 144 | enddo |
|---|
| 145 | pdqscloud(1:ngrid,1:nq)=0 |
|---|
| 146 | pdqcloud(1:ngrid,1:nlay,1:nq)=0 |
|---|
| 147 | pdtcloud(1:ngrid,1:nlay)=0 |
|---|
| 148 | vecnull(:)=0 |
|---|
| 149 | |
|---|
| 150 | ! ---------------------------------------------- |
|---|
| 151 | ! |
|---|
| 152 | ! |
|---|
| 153 | ! Rapport de melange a saturation dans la couche l : ------- |
|---|
| 154 | ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 155 | ! do l=1,nlay |
|---|
| 156 | ! do ig=1,ngrid |
|---|
| 157 | ! call cosat(zt(ig,l),pplay(ig,l),zqsat(ig,l)) |
|---|
| 158 | ! write(101,*)'qsat',qsat(ig,l) |
|---|
| 159 | ! enddo |
|---|
| 160 | ! enddo |
|---|
| 161 | |
|---|
| 162 | call cosat(ngrid*nlay,zt,pplay,zqsat,vecnull,vecnull) |
|---|
| 163 | ! TEMPORAIRE : |
|---|
| 164 | ! test sans condensation atmospherique |
|---|
| 165 | ! do l=1,nlay |
|---|
| 166 | ! do ig=1,ngrid |
|---|
| 167 | ! zqsat(ig,l) = zqsat(ig,l) *1000. |
|---|
| 168 | ! end do |
|---|
| 169 | ! end do |
|---|
| 170 | ! call WRITEDIAGFI(ngrid,"qsat_co","qsat_co","unit",3,zqsat) |
|---|
| 171 | ! do l=1,nlay |
|---|
| 172 | ! do ig=1,ngrid |
|---|
| 173 | ! zqsat(ig,l)=0.117*exp((16*568.7/8.314)*(1/90.7 |
|---|
| 174 | ! & -1/zt(ig,l)))*100000 |
|---|
| 175 | ! zqsat(ig,l)=(zqsat(ig,l)/pplay(ig,l))*(16/28) |
|---|
| 176 | ! write(106,*)'zqsat',zqsat(ig,l) |
|---|
| 177 | ! enddo ! of do ig=1,ngrid |
|---|
| 178 | ! enddo ! of do l=1,nlay |
|---|
| 179 | |
|---|
| 180 | ! taux de condensation (kg/kg/s-1) dans les differentes couches |
|---|
| 181 | ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 182 | |
|---|
| 183 | do l=1,nlay |
|---|
| 184 | do ig=1,ngrid |
|---|
| 185 | ! call cosat(zt(ig,l),pplay(ig,l),zqsat(ig,l)) |
|---|
| 186 | if (zq(ig,l,i_co).ge.zqsat(ig,l))then ! Condensation |
|---|
| 187 | dzq=zq(ig,l,i_co)-zqsat(ig,l) |
|---|
| 188 | elseif(zq(ig,l,i_co).lt.zqsat(ig,l))then ! Sublimation |
|---|
| 189 | dzq=-min(zqsat(ig,l)-zq(ig,l,i_co),zq(ig,l,i_ice)) |
|---|
| 190 | endif |
|---|
| 191 | |
|---|
| 192 | ! CO Mass change |
|---|
| 193 | ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 194 | zq(ig,l,i_ice)=zq(ig,l,i_ice)+dzq |
|---|
| 195 | zq(ig,l,i_co)=zq(ig,l,i_co)-dzq |
|---|
| 196 | rice_co(ig,l)=max( CBRT ( (zq(ig,l,i_ice)/rho_co_ice & |
|---|
| 197 | +Nmix_co*(4./3.)*pi*rnuclei**3.) & |
|---|
| 198 | /(Nmix_co*4./3.*pi) ), rnuclei) ! CBRT=cube root |
|---|
| 199 | enddo ! of do ig=1,ngrid |
|---|
| 200 | enddo ! of do l=1,nlay |
|---|
| 201 | |
|---|
| 202 | ! Saturation couche nlay a 2 : |
|---|
| 203 | ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 204 | ! do l=nlay,2, -1 |
|---|
| 205 | ! do ig=1,ngrid |
|---|
| 206 | ! if (zq(ig,l,i_co).gt.zqsat(ig,l))then |
|---|
| 207 | ! zq(ig,l-1,i_co)= zq(ig,l-1,i_co)+ |
|---|
| 208 | ! & (zq(ig,l,i_co)-zqsat(ig,l)) |
|---|
| 209 | ! & *(pplev(ig,l)-pplev(ig,l+1))/(pplev(ig,l-1)-pplev(ig,l)) |
|---|
| 210 | ! zq(ig,l,i_co)=zqsat(ig,l) |
|---|
| 211 | ! endif |
|---|
| 212 | ! enddo |
|---|
| 213 | ! enddo |
|---|
| 214 | |
|---|
| 215 | ! Saturation couche l=1 si pas iceparty |
|---|
| 216 | ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 217 | ! do ig=1,ngrid |
|---|
| 218 | ! if (zq(ig,1,i_co).gt.zqsat(ig,1))then |
|---|
| 219 | ! pdqscloud(ig,i_ice)=(zq(ig,1,i_co)-zqsat(ig,1)) |
|---|
| 220 | ! & *(pplev(ig,1)-pplev(ig,2))/(g*ptimestep) |
|---|
| 221 | ! zq(ig,1,i_co)=zqsat(ig,1) |
|---|
| 222 | ! endif |
|---|
| 223 | ! enddo |
|---|
| 224 | |
|---|
| 225 | ! Tendance finale |
|---|
| 226 | ! ~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 227 | do l=1, nlay |
|---|
| 228 | do ig=1,ngrid |
|---|
| 229 | pdqcloud(ig,l,i_co)=(zq(ig,l,i_co) & |
|---|
| 230 | -zq0(ig,l,i_co))/ptimestep |
|---|
| 231 | pdqcloud(ig,l,i_ice) = & |
|---|
| 232 | (zq(ig,l,i_ice) - zq0(ig,l,i_ice))/ptimestep |
|---|
| 233 | |
|---|
| 234 | lw=lw_co |
|---|
| 235 | pdtcloud(ig,l)=-pdqcloud(ig,l,i_co)*lw/cpp |
|---|
| 236 | end do |
|---|
| 237 | end do |
|---|
| 238 | |
|---|
| 239 | ! A correction if a lot of subliming co fills the 1st layer FF04/2005 |
|---|
| 240 | ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
|---|
| 241 | ! Then that should not affect the ice particle radius |
|---|
| 242 | do ig=1,ngrid |
|---|
| 243 | if(pdpsrf(ig)*ptimestep.gt.0.9*(pplev(ig,1)-pplev(ig,2)))then |
|---|
| 244 | if(pdpsrf(ig)*ptimestep.gt.0.9*(pplev(ig,1)-pplev(ig,3))) & |
|---|
| 245 | rice_co(ig,2)=rice_co(ig,3) |
|---|
| 246 | rice_co(ig,1)=rice_co(ig,2) |
|---|
| 247 | end if |
|---|
| 248 | end do |
|---|
| 249 | |
|---|
| 250 | !************************************************** |
|---|
| 251 | ! Output --- removed |
|---|
| 252 | !************************************************** |
|---|
| 253 | ! NB: for diagnostics use zq(), the updated value of tracers |
|---|
| 254 | ! Computing ext visible optical depth in each layer |
|---|
| 255 | |
|---|
| 256 | RETURN |
|---|
| 257 | END |
|---|
| 258 | |
|---|
