source: trunk/LMDZ.TITAN.old/libf/phytitan/optcv_1pt.F @ 3303

Last change on this file since 3303 was 1461, checked in by emillour, 9 years ago

Titan GCM:
Turned the common block "tgmdat.F" into a module "tgmdat_mod.F90".
This fixes issues in "debug" mode with common variables which seemed to not be correctly shared between routines.
EM

File size: 13.4 KB
Line 
1      SUBROUTINE optcv_1pt(zqaer_1pt,rcdb,xfrb,ioptv,IPRINT)
2
3
4      use dimphy
5#include "dimensions.h"
6#include "microtab.h"
7#include "clesphys.h"
8
9      PARAMETER(NLAYER=llm,NLEVEL=NLAYER+1)
10      PARAMETER (NSPECI=46,NSPC1I=47,NSPECV=24,NSPC1V=25)
11
12c   Arguments:
13c   ---------
14      integer IPRINT,ioptv
15C ioptv: premier appel, on ne calcule qu'une fois les QM et QF
16* nrad dans microtab.h
17      real   zqaer_1pt(NLAYER,2*nrad)
18#include "optcv_1pt.h"
19c   ---------
20
21      COMMON /ATM/ Z(NLEVEL),PRESS(NLEVEL),DEN(NLEVEL),TEMP(NLEVEL)
22
23      COMMON /GASS/ CH4(NLEVEL),XN2(NLEVEL),H2(NLEVEL),AR(NLEVEL)
24     & ,XMU(NLEVEL),GAS1(NLAYER),COLDEN(NLAYER)
25
26      COMMON /VISGAS/SOLARF(NSPECV),NTERM(NSPECV),PEXPON(NSPECV),
27     &         ATERM(4,NSPECV),BTERM(4,NSPECV)
28
29      COMMON /AERSOL/ RADIUS(NLAYER), XNUMB(NLAYER)
30     & , REALI(NSPECI), XIMGI(NSPECI), REALV(NSPECV), XIMGV(NSPECV)
31
32      COMMON /CLOUD/
33     &               RCLDI(NSPECI), XICLDI(NSPECI)
34     &             , RCLDV(NSPECV), XICLDV(NSPECV)
35     &             , RCLDI2(NSPECI), XICLDI2(NSPECI)
36     &             , RCLDV2(NSPECV), XICLDV2(NSPECV)
37
38      COMMON /SPECTV/ BWNV(NSPC1V),WNOV(NSPECV)
39     &               ,DWNV(NSPECV),WLNV(NSPECV)
40
41* nrad dans microtab.h
42      COMMON /part/ v(nrad),rayon(nrad),vrat,dr(nrad),dv(nrad)
43
44      REAL QF1(nrad,NSPECV),QF2(nrad,NSPECV)
45      REAL QF3(nrad,NSPECV),QF4(nrad,NSPECV)
46      REAL QM1(nrad,NSPECV),QM2(nrad,NSPECV)
47      REAL QM3(nrad,NSPECV),QM4(nrad,NSPECV)
48      REAL QC1(nrad,NSPECV),QC2(nrad,NSPECV)
49      REAL QC3(nrad,NSPECV),QC4(nrad,NSPECV)
50
51c---- NUAGES
52      real TNUABS,TNUSCAT
53      real   rcdb(NLAYER)
54      real     xfrb(NLAYER,4)
55
56      save qf1,qf2,qf3,qf4,qm1,qm2,qm3,qm4
57 
58      integer ilat,jalt
59      common/toto/ilat,jalt
60
61C*
62C THIS SUBROUTINE SETS THE OPTICAL CONSTANTS IN THE VISIBLE
63C IT CALCUALTES FOR EACH LAYER, FOR EACH SPECRAL INTERVAL IN THE VIS
64C LAYER: WBAR, DTAU, COSBAR
65C LEVEL: TAU
66C
67C ZERO THE COLUMN OPTICAL DEPTHS OF EACH TYPE
68C ??FLAG? THE OPTICAL DEPTH OF THE TOP OF THE MODEL
69C MAY NOT BE ZERO.
70
71c******* DEBUT DES BOUCLES ************************
72      DO 100 K=1,NSPECV         !b! BOUCLE SUR LAMBDA
73
74      TAURV_1pt(K)=0.
75      TAUHV_1pt(K)=0.            ! INTEGRATED TAU.......INITIALIZATION.
76      TAUCV_1pt(K)=0.            ! Rayleigh, Haze, Cloud, Gas
77      TAUGV_1pt(K)=0.            !   sca,    abs,  abs  , abs
78
79      DO 100 J=1,NLAYER         !a! BOUCLE SUR L"ALTITUDE
80        jalt=j
81C #1:                   HAZE
82c---------------------------
83
84c     CALL THE MIE CODE TO GIVE THE AEROSOL PROPERTIES
85c     USE XFRAC FOR FRACTAL AEROSOLS PROPERTIES AT LAMBDA < 2. um
86
87
88
89
90c                    /\
91c                   /  \
92c                  /    \
93c                 / _O   \
94c                / |/     \
95c               /  / \     \
96c              /   |\ \/\   \
97c             /    || /  \   \
98c             ----------------
99c            |     WARNING    |
100c            |    SLOW DOWN   |
101c             ----------------
102
103
104
105
106c*********** EN TRAVAUX ***************************
107 
108         TAEROS=0.
109         TAEROSCAT=0.
110         CBAR=0.
111
112c       print*,"rayon=",rayon
113c       print*,"RF=",RF
114
115      DO inq=1,nrad         !BOUCLE SUR LES TAILLE D"AEROSOLS
116
117
118            IF (rayon(inq).lt.RF(inq)) THEN    ! aerosols spheriques
119
120             
121            if(ioptv.eq.0.and.J.eq.1) then
122c                  CALL XMIE(rayon(inq)*1.e6,REALV(K),XIMGV(K),
123c    &             QEXT,QSCT,QABS,QBAR,WNOV(K))
124
125                CALL CMIE(1.E-2/WNOV(K),REALV(K),XIMGV(K),rayon(inq),
126     &          QEXT,QSCT,QABS,QBAR)
127
128c       print*,'inq=',inq,' QM1=',QM1(inq,K),' QEXT=',QEXT
129
130              QM1(inq,K)=QEXT
131              QM2(inq,K)=QSCT
132              QM3(inq,K)=QABS
133              QM4(inq,K)=QBAR
134            endif
135
136       TAEROS=QM1(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq)*1.e-4+TAEROS
137       TAEROSCAT=QM2(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq)*1.e-4+TAEROSCAT
138       CBAR=CBAR+QM4(inq,K)*QM2(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq)*1.e-4
139
140            ELSE                        ! aerosols fractals
141
142               XMONO=(rayon(inq)/RF(inq))**3.
143               XRULE=1.
144
145            if(XMONO.gt.16384./1.5) then
146             XRULE=(XMONO/16384.)
147             XMONO=16384.
148            endif
149
150            if(ioptv.eq.0.and.J.eq.1) then
151
152c        CALL OPTFRAC(XMONO,10000./WNOV(K)
153c     &                        ,QEXT,QSCT,QABS,QBAR)
154
155        CALL CFFFV11(1.e-2/WNOV(K),REALV(K),XIMGV(K),RF(inq),2.
156     &   ,XMONO,QSCT,QEXT,QABS,QBAR)
157
158
159              QF1(inq,K)=QEXT*XRULE
160              QF2(inq,K)=QSCT*XRULE
161              QF3(inq,K)=QABS*XRULE
162              QF4(inq,K)=QBAR
163
164c       print*,'inq=',inq,' QF1=',QF1(inq,K),' QEXT=',QEXT,' XRULE=',XRULE
165                   
166            endif
167
168        TAEROS=QF1(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq)+TAEROS
169        TAEROSCAT=QF2(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq)+TAEROSCAT
170        CBAR=CBAR+QF4(inq,K)*QF2(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq)
171
172           ENDIF
173
174
175       ENDDO    ! nrad
176
177
178       CBAR=CBAR/TAEROSCAT
179
180        DELTAZ=Z(J)-Z(J+1)
181
182c --------------------------------------------------------------------
183c profil brume Pascal: fit T (sauf tropopause) et albedo
184c -------------------
185        if( cutoff.eq.1) then
186         IF(PRESS(J).gt.9.e-3) THEN
187          TAEROS=TAEROSM1*DELTAZ/DELTAZM1*0.85
188          TAEROSCAT=TAEROSCATM1*DELTAZ/DELTAZM1*0.85
189c         TAEROS=0.
190c         TAEROSCAT=0.
191         ENDIF
192
193         IF(PRESS(J).gt.1.e-1) THEN
194          TAEROS=TAEROSM1*DELTAZ/DELTAZM1*1.15
195          TAEROSCAT=TAEROSCATM1*DELTAZ/DELTAZM1*1.15
196c         TAEROS=0.
197c         TAEROSCAT=0.
198         ENDIF
199        endif !cutoff=1
200
201c profil brume pour fit T (y compris tropopause), mais ne fit plus albedo...
202c -----------------------
203        if( cutoff.eq.2) then
204         IF(PRESS(J).gt.1.e-1) THEN
205          TAEROS=0.
206          TAEROSCAT=0.
207         ENDIF
208        endif !cutoff=2
209c --------------------------------------------------------------------
210
211         TAEROSM1=TAEROS
212         TAEROSCATM1=TAEROSCAT
213         DELTAZM1=DELTAZ
214
215
216       IF (TAEROSCAT.le.0.) CBAR=0.
217
218c      if (IPRINT.eq.1) then
219c      if (k.eq.NSPECV/2) then   
220c       write(*,1699) '@VI',K,J,TAEROS,TAEROSCAT,CBAR
221c       write(*,1699) '@  ',K,J,QF1(1,K),QF2(1,K),zqaer_1pt(NLAYER+1-J,1)
222c       write(*,1699) '@  ',K,J,QF1(3,K),QF2(3,K),zqaer_1pt(NLAYER+1-J,3)
223c       write(*,1699) '@  ',K,J,QF1(5,K),QF2(5,K),zqaer_1pt(NLAYER+1-J,5)
224c       write(*,1699) '@  ',K,J,QF1(7,K),QF2(7,K),zqaer_1pt(NLAYER+1-J,7)
225c       write(*,1699) '@  ',K,J,QF1(9,K),QF2(9,K),zqaer_1pt(NLAYER+1-J,9)
226c       print*
227c      endif
228c      endif
229
2301699  FORMAT(a3,2I3,3(ES15.7,1X))
231
232c*********** EN TRAVAUX ***************************
233
234C #2:                   RAYLEIGH
235c-------------------------------
236
237C RAYLEIGH SCATTERING STRAIGHT FROM HANSEN AND TRAVIS...SEE NOTES
238C RATIOED BY THE LAYER COLUMN NUMBER TO THE TOTAL
239C COLUMN NUMBER ON EARTH. CM-2
240C THIS IS THE SCATTERING BY THE ATMOSPHERE
241
242      TAURAY=(COLDEN(J)*28.9/(XMU(J)*1013.25))*
243     &(.008569/WLNV(K)**4)*(1.+.0113/WLNV(K)**2+.00013/WLNV(K)**4)
244
245c       PRINT*,WLNV(K)
246c      COLX=0.
247c      COLP=0.
248c      COLT=0.
249c     DO IU=1,NLAYER
250c      COLP=COLDEN(IU)*1.e+1*1.35+COLP
251c     TAURAY=(COLDEN(IU)*28.9/(XMU(IU)*1013.25))*
252c    & (.008569/WLNV(K)**4)*(1.+.0113/WLNV(K)**2
253c    & +.00013/WLNV(K)**4)
254c      COLT=COLT+TAURAY
255c      COLX=COLDEN(IU)*1.e+1/(1.E5*28./22.4E3)*1.e-1*0.0933e-1+COLX
256c                           |   
257c                           |   
258c           g/cm2->kg/m2    |  m2/kg   
259c      Print*,IU, tauray,
260c    &   COLDEN(IU)*1.e+1/(1.E5*28./22.4E3)*1.e-1*0.543e-1
261c     ENDDO
262c       PRINT*,COLP,' PRESSURE AT GROUND;'
263c       PRINT*,COLX,' TAU_GAS AT GROUND;'
264c       print*,colt,colx,' COLT, COLX'
265c      STOP
266                                                       
267c       DZ=Z(J)-Z(J+1)
268c     PRINT*, Z(J),WLNV(K),
269c    &(28.9/(XMU(J)*1013.25))*(.008569/WLNV(K)**4)*
270c    &(1.+.0113/WLNV(K)**2+.00013/WLNV(K)**4)
271c    & ,COLDEN(J)/DZ/100000.,
272c    &(28.9/(XMU(J)*1013.25))*(.008569/WLNV(K)**4)*
273c    &(1.+.0113/WLNV(K)**2+.00013/WLNV(K)**4)
274c    & *COLDEN(J)/DZ/100000.
275   
276 
277
278C #3:                   CLOUD
279c----------------------------
280
281C NEXT COMPUTE TAU CLOUD
282
283       IF (clouds.eq.0) THEN
284         CNBAR=0.
285         TNUSCAT=0.
286         TNUABS=0.
287         TBNUABS=0.
288       ELSE
289         CNBAR=0.
290         TNUSCAT=0.
291         TNUABS=0.
292         TBNUABS=0.
293         QEXTC=0.
294         QSCTC=0.
295         QABSC=0.
296         CBARC=0.
297
298         do inq=1,nrad
299           QC1(INQ,k)=0.
300           QC2(INQ,k)=0.
301           QC3(INQ,k)=0.
302           QC4(INQ,k)=0.
303         enddo
304
305         IF (rcdb(nlayer+1-J).gt.1.1e-10) THEN
306
307** OPTICAL CONSTANT : MIXING RULES
308
309           XNR=xfrb(nlayer+1-J,1)*REALV(K)                   !
310     &        +xfrb(nlayer+1-J,2)*RCLDV(K)                   !
311     &        +xfrb(nlayer+1-J,3)*RCLDV2(K)                  !
312     &        +xfrb(nlayer+1-J,4)*RCLDV2(K)                  !
313
314           XNI=xfrb(nlayer+1-J,1)*XIMGV(K)
315     &        +xfrb(nlayer+1-J,2)*XICLDV(K)
316     &        +xfrb(nlayer+1-J,3)*XICLDV2(K)
317     &        +xfrb(nlayer+1-J,4)*XICLDV2(K)
318
319** OPTICAL CONSTANT : LIQUID DROP = THOLIN
320           IF(xfrb(nlayer+1-J,1).ge.0.01) THEN
321             XNI=XIMGV(K)
322             XNR=REALV(K)
323           ENDIF
324
325           IF (XNI.gt.1.e-10  .and. XNR.gt.1.00) THEN
326             CALL CMIE(1.E-2/WNOV(K),XNR,XNI,
327     &       rcdb(nlayer+1-J),
328     &       QEXTC,QSCTC,QABSC,CBARC)
329           ELSE
330             PRINT*,' WARNING XNR/XNI in optcv: ',XNR,XNI
331             QEXTC=0.
332             QSCTC=0.
333             QABSC=0.
334             CBARC=0.
335             STOP
336           ENDIF
337         ELSE
338           QEXTC=0.
339           QSCTC=0.
340           QABSC=0.
341           CBARC=0.
342         ENDIF
343
344         DO inq=1,nrad
345
346           QC1(INQ,k)=QEXTC/xnuf
347           QC2(INQ,k)=QSCTC/xnuf
348           QC3(INQ,k)=QABSC/xnuf
349           QC4(INQ,k)=CBARC
350
351           TNUABS=QC1(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq+nrad)*1.e-4
352     &           +TNUABS
353
354           TNUSCAT=QC2(inq,K)*zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq+nrad)*1.e-4
355     &            +TNUSCAT
356
357           CNBAR=QC4(inq,K)*QC2(inq,K)*
358     &           zqaer_1pt(NLAYER+1-J,inq+nrad)*1.e-4 + CNBAR
359
360         ENDDO
361
362         IF(TNUSCAT.EQ.0) CNBAR=0.
363         IF(TNUSCAT.NE.0.) CNBAR=CNBAR/TNUSCAT
364
365
366       ENDIF  ! Cond. CLD
367
368       TAURV_1pt(K)=TAURV_1pt(K)+TAURAY
369       TAUGVD_1pt(J,K)=TAURV_1pt(K)
370
371       TAUHV_1pt(K)=TAUHV_1pt(K)+TAEROS ! INTEGRATED Quant.
372       TAUHVD_1pt(J,K)=TAUHV_1pt(K)
373
374       TAUCV_1pt(K)=TAUCV_1pt(K)+TNUABS
375       TAUCVD_1pt(J,K)=TAUCV_1pt(K)
376
377
378C #4:                  TAUGAS
379C----------------------------
380
381C LOOP OVER THE NTERMS
382C THIS IS THE ABSORPTION BY THE ATMOSPHERE (METHANE)
383
384
385      DO 909 NT=1,NTERM(K)
386      TAUGAS=COLDEN(J)*GAS1(J)*BTERM(NT,K)*
387     &  (   (PRESS(J+1) + PRESS(J))*.5  )**PEXPON(K)
388
389
390*  COSBV ET COSBVP
391*-----------------
392
393      IF(TAEROSCAT+TNUSCAT+TAURAY .ne. 0.) THEN
394         COSBV_1pt(J,K,NT)=(CBAR*TAEROSCAT + CNBAR*TNUSCAT)
395     &  /(TAEROSCAT+TNUSCAT+TAURAY) !CBAR_RAY=0.
396      ELSE
397         COSBV_1pt(J,K,NT)=0.
398      ENDIF
399
400      IF(TAEROSCAT+TAURAY .ne. 0.) THEN
401         COSBVP_1pt(J,K,NT)=(CBAR*TAEROSCAT)
402     &  /(TAEROSCAT+TAURAY) !CBAR_RAY=0.
403      ELSE
404         COSBVP_1pt(J,K,NT)=0.
405      ENDIF
406
407*  DTAUV ET DTAUVP
408*-----------------
409
410      DTAUV_1pt(J,K,NT) =TAUGAS+TAEROS+TAURAY+TNUABS !TAU_ABS_METH
411      DTAUVP_1pt(J,K,NT)=TAUGAS+TAEROS+TAURAY       !TAU_ABS_METH
412
413      TAUGV_1pt(K)=TAUGV_1pt(K)+TAUGAS*ATERM(NT,K) !INTEG.
414
415*  WBARV ET WBARVP
416*-----------------
417
418      IF(TAUGAS+TAEROS+TAURAY+TNUABS .ne.  0.) THEN
419         WBARV_1pt(J,K,NT)=(TAEROSCAT+TAURAY*0.9999999 + TNUSCAT)
420     & /(TAUGAS+TAEROS+TAURAY+TNUABS)
421      ELSE
422         WBARV_1pt(J,K,NT)=0.
423      ENDIF
424
425      IF(TAUGAS+TAEROS+TAURAY .ne.  0.) THEN
426         WBARVP_1pt(J,K,NT)=(TAEROSCAT+TAURAY*0.9999999 )
427     & /(TAUGAS+TAEROS+TAURAY)
428      ELSE
429         WBARVP_1pt(J,K,NT)=0.
430      ENDIF
431
432 909  CONTINUE
433      TAUGVD_1pt(J,K)=TAUGVD_1pt(J,K)+TAUGV_1pt(K)
434 100  CONTINUE
435       ioptv=1
436
437c HERE END OF THE LOOPS *******
438c******************************
439         
440C TOTAL EXTINCTION OPTICAL DEPTHS
441          DO 119 K=1,NSPECV
442C LOOP OVER NTERMS
443           DO 119 NT=1,NTERM(K)
444           TAUV_1pt(1,K,NT)=0.0
445           TAUVP_1pt(1,K,NT)=0.0
446             DO 119 J=1,NLAYER
447             TAUV_1pt(J+1,K,NT)=TAUV_1pt(J,K,NT)+DTAUV_1pt(J,K,NT)
448             TAUVP_1pt(J+1,K,NT)=TAUVP_1pt(J,K,NT)+DTAUVP_1pt(J,K,NT)
449 119     CONTINUE
450
451c       print*,'SETUP'
452c      do i=1,NSPECV
453c      print*,WLNV(i)
454c       do j=1,NLAYER+1
455c       print*,Z(j),TAUV(1,j,i,1),WBARV(1,j,i,1),COSBV(1,j,i,1)
456c       enddo
457c      enddo
458c
459c     IF (IPRINT .GT. 1) THEN
460c           NT=1
461c     IF (2 .GT. 1) THEN
462c          WRITE (6,120)
463c 120      FORMAT(///'  OPTICAL CONSTANTS IN THE VISIBLE (@EQUATOR) ')
464c          WRITE(6,*) 'latitude:',ig
465c          DO 200 K=1,NSPECV
466c          WRITE (6,190)
467c          WRITE (6,210)K,WLNV(K),WNOV(K),BWNV(K)
468c    &    ,BWNV(K)+DWNV(K),DWNV(K)
469c          WRITE (6,230)REALV(K),XIMGV(K)
470c          DO 195 J=1,NLAYER,NLAYER
471C RECALCULATE FOR PRINT OUT ONLY, ONLY FIRST NTERM AT ig=12 (EQUATOR)
472c          WRITE (6,220)XNUMB(J), WBARV_1pt(J,K,NT),COSBV_1pt(J,K,NT)
473c    &      ,DTAUV_1pt(J,K,NT),TAUV_1pt(J,K,NT)
474c 195      CONTINUE
475c          WRITE (6,240) TAUV_1pt(NLEVEL,K,NT)
476c 200      CONTINUE
477c     END IF
478
479c  210 FORMAT(1X,I3,F10.3,F10.2,F10.2,'-',F8.2,F10.3)
480c  190 FORMAT(1X//'  SNUM  MICRONS   WAVENU   INTERVAL    DELTA-WN')
481c  230 FORMAT(1X,'NREAL(LAYER)= ',1PE10.3,' NIMG(LAYER)= ',E10.3/
482c     &' #AEROSOLS   WBAR  COSBAR       DTAU     TAU'
483c     & ,9X,'RAY     GAS    AEROSOL')
484c  220 FORMAT(8(1X,F9.3))
485c  240 FORMAT(41X,F9.3)
486
487       if (IPRINT.eq.1) stop
488
489      RETURN
490      END
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.