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