source: trunk/LMDZ.TITAN/libf/phytitan/optcv.F90 @ 3340

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SL: Lucie's modifications to run without clouds and still get good tropospheric T profile

  • Property svn:executable set to *
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RevLine 
[3083]1SUBROUTINE OPTCV(PQMO,NLAY,ZLEV,PLEV,TMID,PMID,  &
2     DTAUV,TAUV,TAUCUMV,WBARV,COSBV,TAURAY,TAUGSURF,SEASHAZEFACT,&
[3318]3     DIAG_OPTH,DIAG_OPTT,CDCOLUMN)
[253]4
[716]5  use radinc_h
[2050]6  use radcommon_h, only: gasv,gasv_recomb,tlimit,Cmk,gzlat_ig, &
[2133]7                         tgasref,pfgasref,wnov,scalep,indv
[716]8  use gases_h
[2242]9  use datafile_mod, only: haze_opt_file
[3083]10  use comcstfi_mod, only: pi,r
11  use callkeys_mod, only: continuum,graybody,callgasvis,corrk_recombin,   &
12                          callclouds,callmufi,seashaze,uncoupl_optic_haze,&
[3318]13                          opt4clouds,FHVIS,FCVIS
[3083]14  use tracer_h, only: nmicro,nice,ices_indx
[253]15
[716]16  implicit none
[253]17
[716]18  !==================================================================
19  !     
20  !     Purpose
21  !     -------
22  !     Calculates shortwave optical constants at each level.
23  !     
24  !     Authors
25  !     -------
26  !     Adapted from the NASA Ames code by R. Wordsworth (2009)
27  !     
[3090]28  !     Modified
29  !     --------
30  !     J. Vatant d'Ollone (2016-17)
31  !         --> Clean and adaptation to Titan
32  !     B. de Batz de Trenquelléon (2022-2023)
33  !         --> Clean and correction to Titan
34  !         --> New optics added for Titan's clouds
35  !     
[716]36  !==================================================================
37  !     
38  !     THIS SUBROUTINE SETS THE OPTICAL CONSTANTS IN THE VISUAL 
[1722]39  !     IT CALCULATES FOR EACH LAYER, FOR EACH SPECTRAL INTERVAL IN THE VISUAL
[716]40  !     LAYER: WBAR, DTAU, COSBAR
41  !     LEVEL: TAU
42  !     
43  !     TAUV(L,NW,NG) is the cumulative optical depth at the top of radiation code
44  !     layer L. NW is spectral wavelength interval, ng the Gauss point index.
45  !     
46  !     TLEV(L) - Temperature at the layer boundary
47  !     PLEV(L) - Pressure at the layer boundary (i.e. level)
48  !     GASV(NT,NPS,NW,NG) - Visible k-coefficients
49  !     
50  !-------------------------------------------------------------------
[253]51
52
[1822]53  !==========================================================
54  ! Input/Output
55  !==========================================================
[2050]56  REAL*8, INTENT(IN)  :: PQMO(nlay,nmicro)  ! Tracers for microphysics optics (X/m2).
57  INTEGER, INTENT(IN) :: NLAY               ! Number of pressure layers (for pqmo)
[3083]58  REAL*8, INTENT(IN)  :: ZLEV(NLAY+1)
[1822]59  REAL*8, INTENT(IN)  :: PLEV(L_LEVELS)
60  REAL*8, INTENT(IN)  :: TMID(L_LEVELS), PMID(L_LEVELS)
[1826]61  REAL*8, INTENT(IN)  :: TAURAY(L_NSPECTV)
[2046]62  REAL*8, INTENT(IN)  :: SEASHAZEFACT(L_LEVELS)
[3083]63  INTEGER, INTENT(IN) :: CDCOLUMN
[1822]64 
65  REAL*8, INTENT(OUT) :: DTAUV(L_NLAYRAD,L_NSPECTV,L_NGAUSS)
66  REAL*8, INTENT(OUT) :: TAUV(L_NLEVRAD,L_NSPECTV,L_NGAUSS)
67  REAL*8, INTENT(OUT) :: TAUCUMV(L_LEVELS,L_NSPECTV,L_NGAUSS)
68  REAL*8, INTENT(OUT) :: COSBV(L_NLAYRAD,L_NSPECTV,L_NGAUSS)
69  REAL*8, INTENT(OUT) :: WBARV(L_NLAYRAD,L_NSPECTV,L_NGAUSS)
[1823]70  REAL*8, INTENT(OUT) :: TAUGSURF(L_NSPECTV,L_NGAUSS-1)
[3318]71  REAL*8, INTENT(OUT) :: DIAG_OPTH(L_LEVELS,L_NSPECTV,6)
72  REAL*8, INTENT(OUT) :: DIAG_OPTT(L_LEVELS,L_NSPECTV,6)
[1822]73  ! ==========================================================
74 
[1722]75  real*8 DTAUKV(L_LEVELS,L_NSPECTV,L_NGAUSS)
[253]76
[1648]77  ! Titan customisation
78  ! J. Vatant d'Ollone (2016)
[3083]79  real*8 DHAZE_T(L_LEVELS,L_NSPECTV)
80  real*8 DHAZES_T(L_LEVELS,L_NSPECTV)
81  real*8 SSA_T(L_LEVELS,L_NSPECTV)
82  real*8 ASF_T(L_LEVELS,L_NSPECTV)
[1648]83  ! ==========================
84
[873]85  integer L, NW, NG, K, LK, IAER
[716]86  integer MT(L_LEVELS), MP(L_LEVELS), NP(L_LEVELS)
87  real*8  ANS, TAUGAS
88  real*8  TRAY(L_LEVELS,L_NSPECTV)
89  real*8  DPR(L_LEVELS), U(L_LEVELS)
90  real*8  LCOEF(4), LKCOEF(L_LEVELS,4)
[253]91
[1788]92  real*8 DCONT
[1722]93  real*8 DRAYAER
[873]94  double precision wn_cont, p_cont, p_air, T_cont, dtemp, dtempc
95  double precision p_cross
[253]96
[873]97  real*8  KCOEF(4)
[1725]98 
99  ! temporary variable to reduce memory access time to gasv
100  real*8 tmpk(2,2)
[253]101
[716]102  ! temporary variables for multiple aerosol calculation
[918]103  real*8 atemp(L_NLAYRAD,L_NSPECTV)
104  real*8 btemp(L_NLAYRAD,L_NSPECTV)
105  real*8 ctemp(L_NLAYRAD,L_NSPECTV)
[253]106
[716]107  ! variables for k in units m^-1
[873]108  real*8 dz(L_LEVELS)
[253]109
[1648]110  integer igas, jgas, ilay
[253]111
[873]112  integer interm
113
[2242]114  ! Variables for haze optics
115  character(len=200) file_path
116  logical file_ok
117  integer dumch
118  real*8  dumwvl
[3340]119  integer ilev_cutoff ! pressure level index of cutoff
120  real*8  corr_haze
121  real*8  corr_alb
[2242]122
[3083]123  ! Variables for new optics
124  integer iq, iw, FTYPE, CTYPE
[3090]125  real*8 m0as,m0af,m0ccn,m3as,m3af,m3ccn,m3cld
[3083]126  real*8 dtauaer_s,dtauaer_f,dtau_ccn,dtau_cld
[2242]127  real*8,save :: rhoaer_s(L_NSPECTV),ssa_s(L_NSPECTV),asf_s(L_NSPECTV)
128  real*8,save :: rhoaer_f(L_NSPECTV),ssa_f(L_NSPECTV),asf_f(L_NSPECTV)
[3318]129  real*8,save :: ssa_ccn(L_NSPECTV),asf_ccn(L_NSPECTV)
[3083]130  real*8,save :: ssa_cld(L_NSPECTV),asf_cld(L_NSPECTV)
131!$OMP THREADPRIVATE(rhoaer_s,rhoaer_f,ssa_s,ssa_f,ssa_cld,asf_s,asf_f,asf_cld)
[2242]132 
[1897]133  logical,save :: firstcall=.true.
[2242]134!$OMP THREADPRIVATE(firstcall)
[1897]135
136
[873]137  !! AS: to save time in computing continuum (see bilinearbig)
138  IF (.not.ALLOCATED(indv)) THEN
[878]139      ALLOCATE(indv(L_NSPECTV,ngasmx,ngasmx))
[873]140      indv = -9999 ! this initial value means "to be calculated"
141  ENDIF
[1792]142 
143  ! Some initialisation beacause there's a pb with disr_haze at the limits (nw=1)
144  ! I should check this - For now we set vars to zero : better than nans - JVO 2017
[2242]145  DHAZE_T(:,:) = 0.0
146  SSA_T(:,:)   = 0.0
147  ASF_T(:,:)   = 0.0
[1792]148 
[2242]149  ! Load tabulated haze optical properties if needed.
150  ! ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
151  IF (firstcall .AND. callmufi .AND. (.NOT. uncoupl_optic_haze)) THEN
152     OPEN(12,file=TRIM(haze_opt_file),form='formatted') ! The file has been inquired in physiq_mod firstcall
153     READ(12,*) ! dummy header
154     DO NW=1,L_NSPECTI
155       READ(12,*) ! there's IR 1st
156     ENDDO
157     DO NW=1,L_NSPECTV
158       READ(12,*) dumch, dumwvl, rhoaer_f(nw), ssa_f(nw), asf_f(nw), rhoaer_s(nw), ssa_s(nw), asf_s(nw)
159     ENDDO
160     CLOSE(12)
161  ENDIF
[873]162
[3083]163   !=======================================================================
164   !     Determine the total gas opacity throughout the column, for each
165   !     spectral interval, NW, and each Gauss point, NG.
166   !     Calculate the continuum opacities, i.e., those that do not depend on
167   !     NG, the Gauss index.
[253]168
[3083]169   taugsurf(:,:) = 0.0
170   dpr(:)        = 0.0
171   lkcoef(:,:)   = 0.0
[253]172
[3340]173   ! Level of cutoff
174   !~~~~~~~~~~~~~~~~
175   ilev_cutoff = 26
176
[3083]177   do K=2,L_LEVELS
178      ilay = L_NLAYRAD+1 - k/2 ! int. arithmetic => gives the gcm layer index (reversed)
179      DPR(k) = PLEV(K)-PLEV(K-1)
[253]180
[3083]181      ! if we have continuum opacities, we need dz
[1947]182      dz(k) = dpr(k)*R*TMID(K)/(gzlat_ig(ilay)*PMID(K))
183      U(k)  = Cmk(ilay)*DPR(k)     ! only Cmk line in optcv.F     
[1647]184
[3083]185      call tpindex(PMID(K),TMID(K),pfgasref,tgasref,LCOEF,MT(K),MP(K))
[253]186
[3083]187      do LK=1,4
188         LKCOEF(K,LK) = LCOEF(LK)
189      end do
190   end do ! L_LEVELS
[253]191
[3083]192   ! Rayleigh scattering
193   do NW=1,L_NSPECTV
194      TRAY(1:4,NW)   = 1.d-30
195      do K=5,L_LEVELS
196         TRAY(K,NW)   = TAURAY(NW) * DPR(K)
197      end do ! L_LEVELS
198   end do
[1722]199 
[3318]200   DIAG_OPTH(:,:,:) = 0.D0
201   DIAG_OPTT(:,:,:) = 0.D0
202
[3083]203   do NW=1,L_NSPECTV
204      ! We ignore K=1...
205      do K=2,L_LEVELS
206         ! int. arithmetic => gives the gcm layer index (reversed)
207         ilay = L_NLAYRAD+1 - k/2
208         
209         ! Optics coupled with the microphysics :
210         IF (callmufi .AND. (.NOT. uncoupl_optic_haze)) THEN
[873]211
[3083]212            !==========================================================================================
213            ! Old optics (must have callclouds = .false.):
214            !==========================================================================================
215            IF (.NOT. opt4clouds) THEN
216               m3as = pqmo(ilay,2) / 2.0
217               m3af = pqmo(ilay,4) / 2.0
[3090]218               ! Cut-off (here for p = 2.7e3Pa / alt = 70km)
[3340]219               IF (ilay .lt. ilev_cutoff) THEN
220                  m3as = pqmo(ilev_cutoff,2) / 2.0 * (zlev(ilay+1)-zlev(ilay)) / (zlev(ilev_cutoff+1)-zlev(ilev_cutoff))
221                  m3af = pqmo(ilev_cutoff,4) / 2.0 * (zlev(ilay+1)-zlev(ilay)) / (zlev(ilev_cutoff+1)-zlev(ilev_cutoff))
[3083]222               ENDIF
223               
224               dtauaer_s = m3as*rhoaer_s(nw)
225               dtauaer_f = m3af*rhoaer_f(nw)
[253]226
[3083]227            !==========================================================================================
228            ! New optics :
229            !==========================================================================================
230            ELSE
231               iw = (L_NSPECTV + 1) - NW ! Visible first and return
232               !-----------------------------
233               ! HAZE (Spherical + Fractal) :
234               !-----------------------------
235               FTYPE = 1
[2242]236
[3083]237               ! Spherical aerosols :
238               !---------------------
239               CTYPE = 5
240               m0as  = pqmo(ilay,1) / 2.0
241               m3as  = pqmo(ilay,2) / 2.0
[3090]242               ! If not callclouds : must have a cut-off (here for p = 2.7e3Pa / alt = 70km)
[3083]243               IF (.NOT. callclouds) THEN
[3340]244                  IF (ilay .lt. ilev_cutoff) THEN
245                     m0as = pqmo(ilev_cutoff,1) / 2.0 * (zlev(ilay+1)-zlev(ilay)) / (zlev(ilev_cutoff+1)-zlev(ilev_cutoff))
246                     m3as = pqmo(ilev_cutoff,2) / 2.0 * (zlev(ilay+1)-zlev(ilay)) / (zlev(ilev_cutoff+1)-zlev(ilev_cutoff))
[3083]247                  ENDIF
248               ENDIF
249               call get_haze_and_cloud_opacity(FTYPE,CTYPE,m0as,m3as,iw,dtauaer_s,ssa_s(nw),asf_s(nw))
[1722]250
[3083]251               ! Fractal aerosols :
252               !-------------------
253               CTYPE = FTYPE
254               m0af  = pqmo(ilay,3) / 2.0
255               m3af  = pqmo(ilay,4) / 2.0
[3090]256               ! If not callclouds : must have a cut-off (here for p = 2.7e3Pa / alt = 70km)
[3083]257               IF (.NOT. callclouds) THEN
[3340]258                  IF (ilay .lt. ilev_cutoff) THEN
259                     m0af = pqmo(ilev_cutoff,3) / 2.0 * (zlev(ilay+1)-zlev(ilay)) / (zlev(ilev_cutoff+1)-zlev(ilev_cutoff))
260                     m3af = pqmo(ilev_cutoff,4) / 2.0 * (zlev(ilay+1)-zlev(ilay)) / (zlev(ilev_cutoff+1)-zlev(ilev_cutoff))
[3083]261                  ENDIF
262               ENDIF
263               call get_haze_and_cloud_opacity(FTYPE,CTYPE,m0af,m3af,iw,dtauaer_f,ssa_f(nw),asf_f(nw))
264            ENDIF
[253]265
[3318]266            ! Tuning of optical properties for haze :
267            !dtauaer_s = dtauaer_s * (FHVIS * (1-ssa_s(nw)) + ssa_s(nw))
268            !ssa_s(nw) = ssa_s(nw) / (FHVIS * (1-ssa_s(nw)) + ssa_s(nw))
269            dtauaer_f = dtauaer_f * (FHVIS * (1-ssa_f(nw)) + ssa_f(nw))
270            ssa_f(nw) = ssa_f(nw) / (FHVIS * (1-ssa_f(nw)) + ssa_f(nw))
271
[3083]272            ! Total of Haze opacity (dtau), SSA (w) and ASF (COS) :
273            DHAZE_T(k,nw) = dtauaer_s + dtauaer_f
274            IF (dtauaer_s + dtauaer_f .GT. 1.D-30) THEN
275               SSA_T(k,nw) = ( dtauaer_s*ssa_s(nw) + dtauaer_f*ssa_f(nw) ) / ( dtauaer_s+dtauaer_f )
276               ASF_T(k,nw) = ( dtauaer_s*ssa_s(nw)*asf_s(nw) + dtauaer_f*ssa_f(nw)*asf_f(nw) )  &
277                             / ( ssa_s(nw)*dtauaer_s + ssa_f(nw)*dtauaer_f )
278            ELSE
279               DHAZE_T(k,nw) = 0.D0
280               SSA_T(k,nw)   = 1.0
281               ASF_T(k,nw)   = 1.0
282            ENDIF
[3318]283
[3340]284            ! Opacity and albedo adjustement below cutoff
285            !----------------------------------------------
286            corr_haze=0.85-0.15*TANH((PMID(k)*100.-2500.)/250.)
287            corr_alb =0.85-0.15*TANH((PMID(k)*100.-4500.)/1000.)
288            IF (.NOT. callclouds) THEN
289               IF (ilay .lt. ilev_cutoff) THEN
290                  DHAZE_T(k,nw) = DHAZE_T(k,nw) * corr_haze
291                  SSA_T(k,nw)   = SSA_T(k,nw) * corr_alb
292               ENDIF
293            ENDIF
294
[3083]295            ! Diagnostics for the haze :
[3318]296            DIAG_OPTH(k,nw,1) = DHAZE_T(k,nw) ! dtau
297            DIAG_OPTH(k,nw,2) = SSA_T(k,nw)   ! wbar
298            DIAG_OPTH(k,nw,3) = ASF_T(k,nw)   ! gbar
[305]299
[3083]300            !---------------------
301            ! CLOUDS (Spherical) :
302            !---------------------
303            IF (callclouds) THEN
304               CTYPE = 0
305               m0ccn = pqmo(ilay,5) / 2.0
306               m3ccn = pqmo(ilay,6) / 2.0
[3318]307               m3cld  = pqmo(ilay,6) / 2.0
[3083]308               
309               ! Clear / Dark column method :
310               !-----------------------------
[305]311
[3083]312               ! CCN's SSA :
313               call get_haze_and_cloud_opacity(FTYPE,FTYPE,m0ccn,m3ccn,iw,dtau_ccn,ssa_ccn(nw),asf_ccn(nw))
[253]314
[3083]315               ! Clear column (CCN, C2H2, C2H6, HCN) :
316               IF (CDCOLUMN == 0) THEN
317                  DO iq = 2, nice
318                     m3cld  = m3cld + (pqmo(ilay,ices_indx(iq)) / 2.0)
319                  ENDDO
320                  call get_haze_and_cloud_opacity(FTYPE,CTYPE,m0ccn,m3cld,iw,dtau_cld,ssa_cld(nw),asf_cld(nw))
321               
322               ! Dark column (CCN, CH4, C2H2, C2H6, HCN) :
323               ELSEIF (CDCOLUMN == 1) THEN
324                  DO iq = 1, nice
325                     m3cld  = m3cld + (pqmo(ilay,ices_indx(iq)) / 2.0)
326                  ENDDO
327                  call get_haze_and_cloud_opacity(FTYPE,CTYPE,m0ccn,m3cld,iw,dtau_cld,ssa_cld(nw),asf_cld(nw))
328               
329               ELSE
330                  WRITE(*,*) 'WARNING OPTCV.F90 : CDCOLUMN MUST BE 0 OR 1'
331                  WRITE(*,*) 'WE USE DARK COLUMN ...'
332                  DO iq = 1, nice
333                     m3cld  = m3cld + (pqmo(ilay,ices_indx(iq)) / 2.0)
334                  ENDDO
335                  call get_haze_and_cloud_opacity(FTYPE,CTYPE,m0ccn,m3cld,iw,dtau_cld,ssa_cld(nw),asf_cld(nw))
336               ENDIF
[253]337
[3083]338               ! For small dropplets, opacity of nucleus dominates
[3318]339               dtau_cld = (dtau_cld*m3ccn + dtau_cld*m3cld) / (m3ccn + m3cld)
[3083]340               ssa_cld(nw) = (ssa_ccn(nw)*m3ccn + ssa_cld(nw)*m3cld) / (m3ccn + m3cld)
[253]341
[3318]342               ! Tuning of optical properties for clouds :
343               dtau_cld = dtau_cld * (FCVIS * (1-ssa_cld(nw)) + ssa_cld(nw))
344               ssa_cld(nw) = ssa_cld(nw) / (FCVIS * (1-ssa_cld(nw)) + ssa_cld(nw))
345               
[3083]346               ! Total of Haze + Clouds opacity (dtau), SSA (w) and ASF (COS) :
347               DHAZE_T(k,nw) = dtauaer_s + dtauaer_f + dtau_cld
348               IF (DHAZE_T(k,nw) .GT. 1.D-30) THEN
349                  SSA_T(k,nw) = ( dtauaer_s*ssa_s(nw) + dtauaer_f*ssa_f(nw) + dtau_cld*ssa_cld(nw) ) / ( dtauaer_s+dtauaer_f+dtau_cld )
350                  ASF_T(k,nw) = ( dtauaer_s*ssa_s(nw)*asf_s(nw) + dtauaer_f*ssa_f(nw)*asf_f(nw) + dtau_cld*ssa_cld(nw)*asf_cld(nw) ) &
351                                / ( ssa_s(nw)*dtauaer_s + ssa_f(nw)*dtauaer_f + ssa_cld(nw)*dtau_cld )
352               ELSE
353                  DHAZE_T(k,nw) = 0.D0
354                  SSA_T(k,nw)   = 1.0
355                  ASF_T(k,nw)   = 1.0
356               ENDIF
357               
358               ! Diagnostics for clouds :
[3318]359               DIAG_OPTT(k,nw,1) = DHAZE_T(k,nw) ! dtau
360               DIAG_OPTT(k,nw,2) = SSA_T(k,nw)   ! wbar
361               DIAG_OPTT(k,nw,3) = ASF_T(k,nw)   ! gbar
[3083]362           
363            ELSE
364               ! Diagnostics for clouds :
[3318]365               DIAG_OPTT(k,nw,1) = 0.D0 ! dtau
366               DIAG_OPTT(k,nw,2) = 1.0  ! wbar
367               DIAG_OPTT(k,nw,3) = 1.0  ! gbar
[3083]368            ENDIF
369           
370         ! Optics and microphysics no coupled :
371         ELSE
372            ! Call fixed vertical haze profile of extinction - same for all columns
373            call disr_haze(dz(k),plev(k),wnov(nw),DHAZE_T(k,nw),SSA_T(k,nw),ASF_T(k,nw))
374            if (seashaze) DHAZE_T(k,nw) = DHAZE_T(k,nw)*seashazefact(k)
375            ! Diagnostics for the haze :
[3318]376            DIAG_OPTH(k,nw,1) = DHAZE_T(k,nw) ! dtau
377            DIAG_OPTH(k,nw,2) = SSA_T(k,nw)   ! wbar
378            DIAG_OPTH(k,nw,3) = ASF_T(k,nw)   ! gbar
[3083]379            ! Diagnostics for clouds :
[3318]380            DIAG_OPTT(k,nw,1) = 0.D0 ! dtau
381            DIAG_OPTT(k,nw,2) = 1.0  ! wbar
382            DIAG_OPTT(k,nw,3) = 1.0  ! gbar
[3083]383         ENDIF ! ENDIF callmufi
384         
385         !JL18 It seems to be good to have aerosols in the first "radiative layer" of the gcm in the IR
386         !   but visible does not handle very well diffusion in first layer.
387         !   The tauaero and tauray are thus set to 0 (a small value for rayleigh because the code crashes otherwise)
388         !   in the 4 first semilayers in optcv, but not optci.
389         !   This solves random variations of the sw heating at the model top.
390         if (k<5)  DHAZE_T(K,:) = 0.0
391         
392         DRAYAER = TRAY(K,NW)
393         ! DRAYAER is Tau RAYleigh scattering, plus AERosol opacity
394         DRAYAER = DRAYAER + DHAZE_T(K,NW) ! Titan's aerosol
[253]395
[3083]396         DCONT = 0.0 ! continuum absorption
[1648]397
[3083]398         if(continuum.and.(.not.graybody).and.callgasvis)then
399            ! include continua if necessary
400            wn_cont = dble(wnov(nw))
401            T_cont  = dble(TMID(k))
402            do igas=1,ngasmx
[1648]403
[3083]404               p_cont  = dble(PMID(k)*scalep*gfrac(igas,ilay))
[1648]405
[3083]406               dtemp=0.0
407               if(igas.eq.igas_N2)then
[253]408
[3083]409                  interm = indv(nw,igas,igas)
410   !                 call interpolateN2N2(wn_cont,T_cont,p_cont,dtemp,.false.,interm)
411                  indv(nw,igas,igas) = interm
412                  ! only goes to 500 cm^-1, so unless we're around a cold brown dwarf, this is irrelevant in the visible
[253]413
[3083]414               elseif(igas.eq.igas_H2)then
[253]415
[3083]416                  ! first do self-induced absorption
417                  interm = indv(nw,igas,igas)
418                  call interpolateH2H2(wn_cont,T_cont,p_cont,dtemp,.false.,interm)
419                  indv(nw,igas,igas) = interm
[873]420
[3083]421                  ! then cross-interactions with other gases
422                  do jgas=1,ngasmx
423                     p_cross = dble(PMID(k)*scalep*gfrac(jgas,ilay))
424                     dtempc  = 0.0
425                     if(jgas.eq.igas_N2)then
426                        interm = indv(nw,igas,jgas)
427                        call interpolateN2H2(wn_cont,T_cont,p_cross,p_cont,dtempc,.false.,interm)
428                        indv(nw,igas,jgas) = interm
429                        ! should be irrelevant in the visible
430                     endif
431                     dtemp = dtemp + dtempc
432                  enddo
[253]433
[3083]434                  elseif(igas.eq.igas_CH4)then
[305]435
[3083]436                  ! first do self-induced absorption
437                  interm = indv(nw,igas,igas)
438                  call interpolateCH4CH4(wn_cont,T_cont,p_cont,dtemp,.false.,interm)
439                  indv(nw,igas,igas) = interm
[253]440
[3083]441                  ! then cross-interactions with other gases
442                  do jgas=1,ngasmx
443                     p_cross = dble(PMID(k)*scalep*gfrac(jgas,ilay))
444                     dtempc  = 0.0
445                     if(jgas.eq.igas_N2)then
446                        interm = indv(nw,igas,jgas)
447                        call interpolateN2CH4(wn_cont,T_cont,p_cross,p_cont,dtempc,.false.,interm)
448                        indv(nw,igas,jgas) = interm
449                     endif
450                     dtemp = dtemp + dtempc
451                  enddo
[873]452
[3083]453               endif
[1725]454
[3083]455               DCONT = DCONT + dtemp
[253]456
[3083]457            enddo
[253]458
[3083]459            DCONT = DCONT*dz(k)
[1722]460
[3083]461         endif
[253]462
[3083]463         do ng=1,L_NGAUSS-1
[253]464
[3083]465            ! Now compute TAUGAS
[253]466
[3083]467            ! JVO 2017 : added tmpk because the repeated calls to gasi/v increased dramatically
468            ! the execution time of optci/v -> ~ factor 2 on the whole radiative
469            ! transfer on the tested simulations !
[253]470
[3083]471            if (corrk_recombin) then
472               tmpk = GASV_RECOMB(MT(K):MT(K)+1,MP(K):MP(K)+1,NW,NG)
473            else
474               tmpk = GASV(MT(K):MT(K)+1,MP(K):MP(K)+1,1,NW,NG)
475            endif
476               
477            KCOEF(1) = tmpk(1,1) ! KCOEF(1) = GASV(MT(K),MP(K),1,NW,NG)
478            KCOEF(2) = tmpk(1,2) ! KCOEF(2) = GASV(MT(K),MP(K)+1,1,NW,NG)
479            KCOEF(3) = tmpk(2,2) ! KCOEF(3) = GASV(MT(K)+1,MP(K)+1,1,NW,NG)
480            KCOEF(4) = tmpk(2,1) ! KCOEF(4) = GASV(MT(K)+1,MP(K),1,NW,NG)
[253]481
[3083]482            ! Interpolate the gaseous k-coefficients to the requested T,P values
[253]483
[3083]484            ANS = LKCOEF(K,1)*KCOEF(1) + LKCOEF(K,2)*KCOEF(2) +            &
485                  LKCOEF(K,3)*KCOEF(3) + LKCOEF(K,4)*KCOEF(4)
[253]486
[3083]487
488            TAUGAS  = U(k)*ANS
489
490            TAUGSURF(NW,NG) = TAUGSURF(NW,NG) + TAUGAS + DCONT
491            DTAUKV(K,nw,ng) = TAUGAS &
492                              + DRAYAER & ! DRAYAER includes all scattering contributions
493                              + DCONT ! For parameterized continuum aborption
494         end do
495
496         ! Now fill in the "clear" part of the spectrum (NG = L_NGAUSS),
497         ! which holds continuum opacity only
498
499         NG              = L_NGAUSS
500         DTAUKV(K,nw,ng) = DRAYAER + DCONT ! Scattering + parameterized continuum absorption, including Titan's haze
501
[3318]502         DIAG_OPTH(K,nw,4) = DRAYAER
503         DIAG_OPTH(K,nw,5) = TAUGAS
504         DIAG_OPTH(K,nw,6) = DCONT
505         DIAG_OPTT(K,nw,4) = DRAYAER
506         DIAG_OPTT(K,nw,5) = TAUGAS
507         DIAG_OPTT(K,nw,6) = DCONT
[3083]508
[3318]509      end do ! K = L_LEVELS
510   end do ! nw = L_NSPECTV
511
[716]512  !=======================================================================
513  !     Now the full treatment for the layers, where besides the opacity
514  !     we need to calculate the scattering albedo and asymmetry factors
[2050]515  ! ======================================================================
[1722]516
[1648]517  ! Haze scattering
[2095]518            !JL18 It seems to be good to have aerosols in the first "radiative layer" of the gcm in the IR
[2242]519            !   but not in the visible
520            !   The dhaze_s is thus set to 0 in the 4 first semilayers in optcv, but not optci.
521            !   This solves random variations of the sw heating at the model top.
[1648]522  DO NW=1,L_NSPECTV
[2242]523    DHAZES_T(1:4,NW) = 0.d0
[2095]524    DO K=5,L_LEVELS
[1722]525      DHAZES_T(K,NW) = DHAZE_T(K,NW) * SSA_T(K,NW) ! effect of scattering albedo on haze
[1648]526    ENDDO
527  ENDDO
[253]528
[3083]529  ! NW spectral loop
[716]530  DO NW=1,L_NSPECTV
[3083]531   ! L vertical loop
532   DO L=1,L_NLAYRAD-1
533      K = 2*L+1
534           atemp(L,NW) = ASF_T(K,NW)*DHAZES_T(K,NW) + ASF_T(K+1,NW)*DHAZES_T(K+1,NW)
535      btemp(L,NW) = DHAZES_T(K,NW) + DHAZES_T(K+1,NW)
536           ctemp(L,NW) = btemp(L,NW) + 0.9999*(TRAY(K,NW) + TRAY(K+1,NW)) ! JVO 2017 : does this 0.999 is really meaningful ?
537           btemp(L,NW) = btemp(L,NW) + TRAY(K,NW) + TRAY(K+1,NW)
538      COSBV(L,NW,1:L_NGAUSS) = atemp(L,NW)/btemp(L,NW)
539   END DO
[919]540     
[3083]541   ! Last level
542   L = L_NLAYRAD
543   K = 2*L+1
544   atemp(L,NW) = ASF_T(K,NW)*DHAZES_T(K,NW)
545   btemp(L,NW) = DHAZES_T(K,NW)
546   ctemp(L,NW) = btemp(L,NW) + 0.9999*TRAY(K,NW) ! JVO 2017 : does this 0.999 is really meaningful ?
547   btemp(L,NW) = btemp(L,NW) + TRAY(K,NW)
548   COSBV(L,NW,1:L_NGAUSS) = atemp(L,NW)/btemp(L,NW)
549  END DO
[918]550
[3083]551  ! NG Gauss loop
[918]552  DO NG=1,L_NGAUSS
[3083]553   ! NW spectral loop
554   DO NW=1,L_NSPECTV
555      ! L vertical loop
556      DO L=1,L_NLAYRAD-1
557         K = 2*L+1
558         DTAUV(L,nw,ng) = DTAUKV(K,NW,NG) + DTAUKV(K+1,NW,NG)
559         WBARV(L,nw,ng) = ctemp(L,NW) / DTAUV(L,nw,ng)
560      END DO
[253]561
[3083]562      ! Last level
563      L = L_NLAYRAD
564      K = 2*L+1
565           DTAUV(L,nw,ng) = DTAUKV(K,NW,NG)
566      WBARV(L,NW,NG) = ctemp(L,NW) / DTAUV(L,NW,NG)
567   END DO
568  END DO
[253]569
[716]570  ! Total extinction optical depths
[3083]571  !DO NG=1,L_NGAUSS       ! full gauss loop
572  !   DO NW=1,L_NSPECTV       
573  !      TAUCUMV(1,NW,NG)=0.0D0
574  !      DO K=2,L_LEVELS
575  !         TAUCUMV(K,NW,NG)=TAUCUMV(K-1,NW,NG)+DTAUKV(K,NW,NG)
576  !      END DO
577  !      DO L=1,L_NLAYRAD
578  !         TAUV(L,NW,NG)=TAUCUMV(2*L,NW,NG)
579  !      END DO
580  !      TAUV(L,NW,NG)=TAUCUMV(2*L_NLAYRAD+1,NW,NG)
581  !   END DO           
582  !END DO                 ! end full gauss loop
583 
584  TAUCUMV(:,:,:) = DTAUKV(:,:,:)
585  DO L=1,L_NLAYRAD
586   TAUV(L,:,:)=TAUCUMV(2*L,:,:)
587  END DO
588  TAUV(L,:,:)=TAUCUMV(2*L_NLAYRAD+1,:,:)
[716]589
[1897]590  if(firstcall) firstcall = .false.
[1648]591
[873]592  return
593
594
595end subroutine optcv
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.