source: trunk/LMDZ.TITAN/libf/phytitan/optci_1pt_2.F @ 1243

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SL: Many changes for VENUS (related to newstart) and TITAN (related to clouds). Please read DOC/chantiers/commit_importants.log (cf v808).

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RevLine 
[175]1      SUBROUTINE optci_1pt2(zqaer_1pt,rcdb,xfrb,iopti,IPRINT)
2
3      use dimphy
4#include "dimensions.h"
5#include "microtab.h"
6#include "numchimrad.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,iopti
15C iopti: 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 "optci_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 /STRATO/ C2H2(NLAYER),C2H6(NLAYER)
27      COMMON /STRAT2/ HCN(NLAYER)
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 /SPECTI/ BWNI(NSPC1I), WNOI(NSPECI),
39     &                DWNI(NSPECI), WLNI(NSPECI)
40
[495]41      COMMON /PLANT/ CSUBP,F0PI
[175]42      COMMON /ADJUST/ RHCH4,FH2,FHAZE,FHVIS,FHIR,TAUFAC,RCLOUD,FARGON
43      COMMON /CONST/RGAS,RHOP,PI,SIGMA
44      COMMON /part/v,rayon,vrat,dr,dv
45
46      DIMENSION PROD(NLEVEL)
47* nrad dans microtab.h
48      real v(nrad),rayon(nrad),vrat,dr(nrad),dv(nrad)
49      real xv1(klev,nspeci),xv2(klev,nspeci)
50      real xv3(klev,nspeci)
51      REAL QF1(nrad,NSPECI),QF2(nrad,NSPECI)
52      REAL QF3(nrad,NSPECI),QF4(nrad,NSPECI)
53      REAL QM1(nrad,NSPECI),QM2(nrad,NSPECI)
54      REAL QM3(nrad,NSPECI),QM4(nrad,NSPECI)
55      REAL QC1(nrad,NSPECI),QC2(nrad,NSPECI)
56      REAL QC3(nrad,NSPECI),QC4(nrad,NSPECI)
57      real emu
58      REAL TAEROSM1(NSPECI),TAEROSCATM1(NSPECI),DELTAZM1(NSPECI)
59
60c ---- nuages     
61      REAL TNUAGE,TNUAGESCAT
62      REAL rcdb(nlayer),xfrb(nlayer,4)
63
64      save qf1,qf2,qf3,qf4,qm1,qm2,qm3,qm4,qc1,qc2,qc3,qc4
65
66
67C THE PRESSURE INDUCED TRANSITIONS ARE FROM REGIS
68C THE LAST SEVENTEEN INTERVALS ARE THE BANDS FROM GNF.
69C
70C THIS SUBROUTINE SETS THE OPTICAL CONSTANTS IN THE INFRARED
71C IT CALCUALTES FOR EACH LAYER, FOR EACH SPECRAL INTERVAL IN THE IR
72C LAYER: WBAR, DTAU, COSBAR
73C LEVEL: TAU
74C
75
76        DO 80 K=1,NSPECI
77           TAUHI_1pt(K)=0.
78           TAUCI_1pt(K)=0.
79           TAUGI_1pt(K)=0.
80 80     CONTINUE
81
82c************************************************************************
83          DO 100 J=1,NLAYER    ! BOUCLE SUR L'ALTITUDE
84c************************************************************************
85
86C SET UP THE COEFFICIENT TO REDUCE MASS PATH TO STP ...SEE NOTES
87C T0 =273.15   PO=1.01325 BAR
88
89        TBAR=0.5*(TEMP(J)+TEMP(J+1))
90        PBAR=SQRT(PRESS(J)*PRESS(J+1))
91        BMU=0.5*(XMU(J+1)+XMU(J))
[808]92c attention ici, Z en km doit etre passe en m
[175]93        COEF1=RGAS*273.15**2*.5E5* (PRESS(J+1)**2 - PRESS(J)**2)
[808]94     & /(1.01325**2 *EFFG(Z(J)*1000.)*TBAR*BMU)
[175]95
[808]96      IF (IPRINT .GT. 9) WRITE(6,21) J,EFFG(Z(J)*1000.),TBAR,BMU,COEF1
[175]97 21   FORMAT(' J, EFFG, TBAR, BMU, COEF1,: ',I3,1P6E10.3)
98
99c------------------------------------------------------------------------
100         DO 101 K=1,NSPECI     ! BOUCLE SUR LES L.D'O
101c------------------------------------------------------------------------
102
103
104C #1:             HAZE
105C---------------------
106
107C FIRST COMPUTE TAU AEROSOL
108
109
110c
111c                    /\
112c                   /  \
113c                  /    \
114c                 / _O   \
115c                / |/     \
116c               /  / \     \
117c              /   |\ \/\   \
118c             /    || /  \   \
119c             ----------------
120c            |     WARNING    |
121c            |    SLOW DOWN   |
122c             ----------------
123
124
125
126
127c*********** EN TRAVAUX ***************************
128
129         TAEROS=0.
130         TAEROSCAT=0.
131         CBAR=0.
132
133
134      DO inq=1,nrad         !BOUCLE SUR LES TAILLE D"AEROSOLS
135
136
137      IF (WNOI(K).lt.wco) THEN    ! lamda > 56 um
138
139           if (iopti.eq.0) then
140
141c          CALL XMIE(rayon(inq)*1.e6,REALI(K),XIMGI(K),
142c    &     QEXT,QSCT,QABS,QBAR,WNOI(K))
143
144           CALL CMIE(1.E-2/WNOI(K),REALI(K),XIMGI(K),rayon(inq),
145     &     QEXT,QSCT,QABS,QBAR)
146
147
148           QM1(inq,K)=QEXT
149           QM2(inq,K)=QSCT
150           QM3(inq,K)=QABS
151           QM4(inq,K)=QBAR
152
153          endif         ! end iopti
154
155
156      TAEROS=QM1(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)*1.e-4+TAEROS
157      TAEROSCAT=QM2(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)*1.e-4+TAEROSCAT
158      CBAR=CBAR+QM4(inq,K)*QM2(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)*1.e-4
159
160
161         ELSE                           ! 0.2 < lambda < 56 um
162
163
164            if(rayon(inq).lt.RF(inq)) THEN
165
166              if (iopti.eq.0) then
167
168                   CALL XMIE(rayon(inq)*1.e6,REALI(K),XIMGI(K),
169     &             QEXT,QSCT,QABS,QBAR,WNOI(K))
170
171              QM1(inq,K)=QEXT
172              QM2(inq,K)=QSCT
173              QM3(inq,K)=QABS
174              QM4(inq,K)=QBAR
175              endif         ! end iopti
176
177
178        TAEROS=QM1(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)*1.e-4+TAEROS
179        TAEROSCAT=QM2(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)*1.e-4+TAEROSCAT
180        CBAR=CBAR+QM4(inq,K)*QM2(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)*1.e-4
181
182           else
183
184               XMONO=(rayon(inq)/RF(inq))**3.
185               XRULE=1.
186
187            if(XMONO.gt.16384./1.5) then
188             XRULE=(XMONO/16384.)
189             XMONO=16384.
190            endif
191
192
193             if (iopti.eq.0) then
194
195       CALL CFFFV11(1.e-2/WNOI(K),REALI(K),XIMGI(K),RF(inq),2.
196     &                ,XMONO,QSCT,QEXT,QABS,QBAR)
197
198              QF1(inq,K)=QEXT*XRULE
199              QF2(inq,K)=QSCT*XRULE
200              QF3(inq,K)=QABS*XRULE
201              QF4(inq,K)=QBAR
202             endif         ! end iopti
203
204        TAEROS=QF1(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)+TAEROS
205        TAEROSCAT=QF2(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)+TAEROSCAT
206        CBAR=CBAR+QF4(inq,K)*QF2(inq,K)*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq)
207
208           endif
209
210               IF(TAEROS.LT.1.e-10) TAEROS=1.e-10
211
212         ENDIF
213       ENDDO             ! FIN DE LA BOUCLE SUR nrad
214
215       IF(TAEROSCAT.le.0.) then
216        CBAR=0.
217       ELSE
218        CBAR=CBAR/TAEROSCAT
219       ENDIF
220
221        DELTAZ=Z(J)-Z(J+1)
222
223c --------------------------------------------------------------------
224c profil brume Pascal: fit T (sauf tropopause) et albedo
225c -------------------
226        if( cutoff.eq.1) then
227         IF(PRESS(J).gt.9.e-3) THEN
228          TAEROS=TAEROSM1(K)*DELTAZ/DELTAZM1(K)*0.85
229          TAEROSCAT=TAEROSCATM1(K)*DELTAZ/DELTAZM1(K)*0.85
230c         TAEROS=0.
231c         TAEROSCAT=0.
232         ENDIF
233
234         IF(PRESS(J).gt.1.e-1) THEN
235          TAEROS=TAEROSM1(K)*DELTAZ/DELTAZM1(K)*1.15
236          TAEROSCAT=TAEROSCATM1(K)*DELTAZ/DELTAZM1(K)*1.15
237c         TAEROS=0.
238c         TAEROSCAT=0.
239         ENDIF
240        endif !cutoff=1
241
242c profil brume pour fit T (y compris tropopause), mais ne fit plus albedo...
243c -----------------------
244        if( cutoff.eq.2) then
245         IF(PRESS(J).gt.1.e-1) THEN
246          TAEROS=0.
247          TAEROSCAT=0.
248         ENDIF
249        endif !cutoff=2
250c --------------------------------------------------------------------
251
252         TAEROSM1(K)=TAEROS
253         TAEROSCATM1(K)=TAEROSCAT
254         DELTAZM1(K)=DELTAZ
255
256
257      IF(TAEROSCAT.le.0.) CBAR=0.
258
259c     print*,'HERE, MCKAY AEROSOLS IR'
260c     TAEROS=xv1(j,k)
261c     TAEROSCAT=xv2(j,k)
262c     CBAR=xv3(j,k)
263
264c*********** EN TRAVAUX ***************************
265
266C #2:         CLOUD
267C------------------
268C NEXT COMPUTE TAU CLOUD
269c
270c  Menu special :
271c  Afin d'eviter la surcharge de calcul on ne calcule les
272c  propriétes optiques des nuages qu'une seule fois
273c  avec un rayon de particule effectif de 3um et une composition
274c  de goutte : 90% CH4 / 10% NOYAUX
275c  Puis on ajute les section efficace par la surface reelle de
276c  la goutte.
277c
278c  ---> A TESTER !!!!
279c
280        TNUAGE=0.
281        TNUAGESCAT=0.
282        CNBAR=0.
283        IF (clouds.eq.1) THEN
284          IF (iopti.eq.0) THEN !--> au premier appel
285            QEXTC=0.
286            QSCTC=0.
287            QABSC=0.
288            CBARC=0.
289            DO inq=1,nrad         !BOUCLE SUR LES NQMX TAILLE D"AEROSOLS
290              QC1(inq,K)=0.
291              QC2(inq,K)=0.
292              QC3(inq,K)=0.
293              QC4(inq,K)=0.
294            ENDDO
295** OPTICAL CONSTANT : MIXING RULES
296** Fraction volumique fixe :
297** 10% noyaux.
298** 90% methane.
299            XNR = 0.5 * REALI(K)
300     &          + 0.5 * RCLDI(K)
301            XNI = 0.5 * XIMGI(K)
302     &          + 0.5 * XICLDI(K)
303**
304**   Efficacite : particule de 3um de rayon
305            CALL CMIE(1.E-2/WNOI(K),XNR,XNI,3.e-6,
306     &                QEXTC,QSCTC,QABSC,CBARC)
307**
308**   ATTENTION CE SONT DES EFFICACITES : il faut les x par la surface REELLE de la goutte.
309            DO inq=1,nrad
310              QC1(inq,K)=QEXTC/xnuf
311              QC2(inq,K)=QSCTC/xnuf
312              QC3(inq,K)=QABSC/xnuf
313              QC4(inq,K)=CBARC
314            ENDDO
315          ENDIF   ! iopti = 0
316
317c ----- On ne calcule les constante optiques que si Rgoutte > 1e-10
318          IF (rcdb(nlayer+1-J).gt.1.1e-10) THEN
319            DO inq=1,nrad       
320              TNUAGE=QC1(inq,K)*(rcdb(nlayer+1-J)/3.e-6)**2.*1.e-4*
321     &               zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq+nrad) +
322     &               TNUAGE
323              TNUAGESCAT=QC2(inq,K)*(rcdb(nlayer+1-J)/3.e-6)**2.*
324     &                   1.e-4*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq+nrad) +
325     &                   TNUAGESCAT
326              CNBAR=QC4(inq,K)*QC2(inq,K)*
327     &              (rcdb(nlayer+1-J)/3.e-6)**2.*
328     &              1.e-4*zqaer_1pt(nlayer+1-J,inq+nrad) +
329     &              CNBAR
330            ENDDO
331          ENDIF
332
333          IF(TNUAGESCAT.EQ.0.) THEN
334            CNBAR=0.
335          ELSE
336            CNBAR=CNBAR/TNUAGESCAT
337          ENDIF
338
339        ENDIF    ! Cond CLD
340c
341C #3:          GAZ
342C------------------
343
344C NOW COMPUTE TAUGAS DUE TO THE PIA TERM ONLY FOR LAMDA LT 940
345       TAUGAS=0.0
346       IF (WNOI(K) .LT. 940. ) THEN
347                 CALL PIA(K,TBAR,PNN,PCC,PCN,PHN)
348C HERE IS WHERE WE COULD SCALE THE PIA COEFFICEINTS TO FIT DATA
349C BASED ON REGIS' NOTES. ---TGM HAS THIS ADJUST IN IT AS DEFAULT
350                 PCN=PCN*MIN(1.75 , AMAX1(1.0,WNOI(K)/200.))
351C***REPLACE ABOVE WITH: PCN=PCN*1.25*MIN(1.75 , AMAX1(1.0,WNOI(K)/200.))
352C 1.25 FACTOR (NOT FROM DATA) SUGGESTED BY TOON et al. (1988)
353                 TAUGAS=COEF1*
354     &           (XN2(J)*XN2(J)*PNN + CH4(J)*CH4(J)*PCC
355     &           + XN2(J)*CH4(J)*PCN + XN2(J)*H2(J)*PHN)
356            IF (J .EQ. NLAYER .AND. IPRINT .GT. 9)
357     &          WRITE (6,22) WNOI(K),TAUGAS,XN2(J),CH4(J),H2(J),
358     &          TBAR, PNN,PCC,PCN, PHN,
359     &          XN2(J)*XN2(J)*PNN , CH4(J)*CH4(J)*PCC ,
360     &          XN2(J)*CH4(J)*PCN , XN2(J)*H2(J)*PHN
361 22             FORMAT(1X,1P8E10.2)
362       ENDIF
363
364       IF (K .GT. 28) THEN
365                KGAS=K-28
366C     ??FLAG? HERE MUST BE WATCHED CAREFULLY
367                     U=COLDEN(J)*6.02204E23/BMU
368                     if((ylellouch).or.(.not.hcnrad)) then
369                       CALL GAS2_NOHCN(J, KGAS,TBAR,PBAR,U,TAU2)
370                     else
371                       CALL GAS2(J, KGAS,TBAR,PBAR,U,TAU2)
372                     endif
373                     TAUGAS=TAUGAS+TAU2
374       ENDIF
375C
376
377      DTAUI_1pt(J,K)=TAUGAS+TAEROS+TNUAGE
378      DTAUIP_1pt(J,K)=TAUGAS+TAEROS
379
380      TAUHI_1pt(K)=TAUHI_1pt(K) + TAEROS
381      TAUHID_1pt(J,K)=TAUHI_1pt(K)
382
383      TAUGI_1pt(K)=TAUGI_1pt(K) + TAUGAS
384      TAUGID_1pt(J,K)=TAUGI_1pt(K)
385
386      TAUCI_1pt(K)=TAUCI_1pt(K) + TNUAGE
387      TAUCID_1pt(J,K)=TAUCI_1pt(K)
388 
389C ??FLAG? SERIOUS PROBLEM WITH THE CODE HERE!
390
391      TLIMIT=1.E-16
392
393
394      IF (TAEROSCAT + TNUAGESCAT .GT. 0.) THEN
395         COSBI_1pt(J,K)=(CBAR*TAEROSCAT + CNBAR*TNUAGESCAT )
396     &                     /(TAEROSCAT + TNUAGESCAT)
397      ELSE
398         COSBI_1pt(J,K)=0.0
399      ENDIF
400
401      IF (TAEROSCAT  .GT. 0.) THEN
402         COSBIP_1pt(J,K)=(CBAR*TAEROSCAT)
403     &                     /(TAEROSCAT)
404      ELSE
405         COSBIP_1pt(J,K)=0.0
406      ENDIF
407
408*---------
409
410      IF (DTAUI_1pt(J,K) .GT.  TLIMIT) THEN
411          WBARI_1pt(J,K)=(TAEROSCAT+TNUAGESCAT) /DTAUI_1pt(J,K)
412      ELSE
413         WBARI_1pt(J,K)=0.0
414         DTAUI_1pt(J,K)=TLIMIT
415      ENDIF
416
417      IF (DTAUIP_1pt(J,K) .GT.  TLIMIT) THEN
418          WBARIP_1pt(J,K)=(TAEROSCAT) /DTAUIP_1pt(J,K)
419      ELSE
420         WBARIP_1pt(J,K)=0.0
421         DTAUIP_1pt(J,K)=TLIMIT
422      ENDIF
423
424
425c     IF (IPRINT .GT. 9)
426c    & WRITE(6,73)J,K,TAUGAS,TAEROS,QEXT,QSCT
427  73           FORMAT(2I3,1P8E10.3)
428 
429
430c------------------------------------------------------------------------
431 101  CONTINUE   ! FIN BOUCLE L D'O
432c------------------------------------------------------------------------
433 
434      iopti=1
435
436c************************************************************************
437 100  CONTINUE   ! FIN BOUCLE ALTITUDE
438c************************************************************************
439 
440        DO 119 K=1,NSPECI
441           TAUI_1pt(1,K)=0.0
442           TAUIP_1pt(1,K)=0.0
443        DO 119 J=1,NLAYER
444           TAUI_1pt(J+1,K)=TAUI_1pt(J,K)+DTAUI_1pt(J,K)
445           TAUIP_1pt(J+1,K)=TAUIP_1pt(J,K)+DTAUIP_1pt(J,K)
446 119    CONTINUE
447
448c      IF (IPRINT .GT. 2) THEN
449c          WRITE (6,120)
450c  120      FORMAT(///'  OPTICAL CONSTANTS IN THE INFRARED')
451
452c        DO 200 K=1,NSPECI           ! #2
453c          WRITE (6,190)
454c          WRITE (6,210)K,WLNI(K),WNOI(K),BWNI(K)
455c    &    ,BWNI(K)+DWNI(K),DWNI(K)
456c          WRITE (6,230)REALI(K),XIMGI(K)
457
458c        DO 195 J=1,NLAYER         !   #3
459c          WRITE (6,220)XNUMB(J), WBARI_1pt(J,K),COSBI_1pt(J,K)
460c    &                          , DTAUI_1pt(J,K),TAUI_1pt(J,K)
461c 195    CONTINUE
462
463c 200    CONTINUE
464
465c          END IF
466
467
468c  210 FORMAT(1X,I3,F10.3,F10.2,F10.2,'-',F8.2,F10.3)
469c  190 FORMAT(1X//'  SNUM  MICRONS   WAVENU   INTERVAL    DELTA-WN')
470c  230 FORMAT(1X,'NREAL(LAYER)= ',1PE10.3,' NIMG(LAYER)= ',E10.3/
471c     &' #AEROSOLS   WBAR  COSBAR DTAU TAU')
472c  220 FORMAT(5(1X,G9.3))
473c  240 FORMAT(41X,G9.3)
474
475      RETURN
476      END
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