| 1 | ! |
|---|
| 2 | ! $Header: /home/cvsroot/LMDZ4/libf/phylmd/interface_surf.F90,v 1.6 2005/02/24 09:58:18 fairhead Exp $ |
|---|
| 3 | ! |
|---|
| 4 | |
|---|
| 5 | MODULE interface_surf |
|---|
| 6 | |
|---|
| 7 | ! Ce module regroupe toutes les routines gerant l'interface entre le modele |
|---|
| 8 | ! atmospherique et les modeles de surface (sols continentaux, oceans, glaces) |
|---|
| 9 | ! Les routines sont les suivantes: |
|---|
| 10 | ! |
|---|
| 11 | ! interfsurf_*: routines d'aiguillage vers les interfaces avec les |
|---|
| 12 | ! differents modeles de surface |
|---|
| 13 | ! |
|---|
| 14 | ! L. Fairhead, LMD, 02/2000 |
|---|
| 15 | |
|---|
| 16 | USE ioipsl |
|---|
| 17 | |
|---|
| 18 | IMPLICIT none |
|---|
| 19 | |
|---|
| 20 | PRIVATE |
|---|
| 21 | PUBLIC :: interfsurf,interfsurf_hq |
|---|
| 22 | |
|---|
| 23 | INTERFACE interfsurf |
|---|
| 24 | module procedure interfsurf_hq |
|---|
| 25 | END INTERFACE |
|---|
| 26 | |
|---|
| 27 | #include "YOMCST.h" |
|---|
| 28 | |
|---|
| 29 | CONTAINS |
|---|
| 30 | ! |
|---|
| 31 | !############################################################################ |
|---|
| 32 | ! |
|---|
| 33 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
|---|
| 34 | SUBROUTINE interfsurf_hq(itime, dtime, rmu0, & |
|---|
| 35 | & klon, iim, jjm, knon, & |
|---|
| 36 | & rlon, rlat, cufi, cvfi, & |
|---|
| 37 | & debut, lafin, soil_model, nsoilmx, tsoil, & |
|---|
| 38 | & zlev, u1_lay, v1_lay, temp_air, epot_air, & |
|---|
| 39 | & tq_cdrag, petAcoef, petBcoef, & |
|---|
| 40 | & sollw, sollwdown, swnet, swdown, & |
|---|
| 41 | & fder, taux, tauy, & |
|---|
| 42 | & albedo, & |
|---|
| 43 | & tsurf, pkh1, p1lay, radsol, & |
|---|
| 44 | & fluxsens, dflux_s, & |
|---|
| 45 | & tsol_rad, tsurf_new, alb_new) |
|---|
| 46 | |
|---|
| 47 | use write_field_phy |
|---|
| 48 | use cpdet_phy_mod, only: cpdet |
|---|
| 49 | use soil_mod, only: soil |
|---|
| 50 | |
|---|
| 51 | IMPLICIT none |
|---|
| 52 | |
|---|
| 53 | ! Cette routine sert d'aiguillage entre l'atmosphere et la surface en general |
|---|
| 54 | ! (sols continentaux, oceans, glaces) pour les fluxs de chaleur et d'humidite. |
|---|
| 55 | ! En pratique l'interface se fait entre la couche limite du modele |
|---|
| 56 | ! atmospherique (clmain.F) et les routines de surface (sechiba, oasis, ...) |
|---|
| 57 | ! |
|---|
| 58 | ! |
|---|
| 59 | ! L.Fairhead 02/2000 |
|---|
| 60 | ! |
|---|
| 61 | ! input: |
|---|
| 62 | ! itime numero du pas de temps |
|---|
| 63 | ! klon nombre total de points de grille |
|---|
| 64 | ! iim, jjm nbres de pts de grille |
|---|
| 65 | ! dtime pas de temps de la physique (en s) |
|---|
| 66 | ! rmu0 cosinus de l'angle solaire zenithal |
|---|
| 67 | ! knon nombre de points de la surface a traiter |
|---|
| 68 | ! rlon longitudes |
|---|
| 69 | ! rlat latitudes |
|---|
| 70 | ! cufi,cvfi resolution des mailles en x et y (m) |
|---|
| 71 | ! debut logical: 1er appel a la physique |
|---|
| 72 | ! lafin logical: dernier appel a la physique |
|---|
| 73 | ! zlev hauteur de la premiere couche |
|---|
| 74 | ! u1_lay vitesse u 1ere couche |
|---|
| 75 | ! v1_lay vitesse v 1ere couche |
|---|
| 76 | ! temp_air temperature de l'air 1ere couche |
|---|
| 77 | ! epot_air temp potentielle de l'air |
|---|
| 78 | ! tq_cdrag cdrag |
|---|
| 79 | ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t |
|---|
| 80 | ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t |
|---|
| 81 | ! sollw flux IR net a la surface |
|---|
| 82 | ! sollwdown flux IR descendant a la surface |
|---|
| 83 | ! swnet flux solaire net |
|---|
| 84 | ! swdown flux solaire entrant a la surface |
|---|
| 85 | ! albedo albedo de la surface |
|---|
| 86 | ! tsurf temperature de surface |
|---|
| 87 | ! pkh1 fct Exner à la surface: RCPD*(paprs(1)/preff)**RKAPPA |
|---|
| 88 | ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche) |
|---|
| 89 | ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW) |
|---|
| 90 | ! fder derivee des flux (pour le couplage) |
|---|
| 91 | ! taux, tauy tension de vents |
|---|
| 92 | ! |
|---|
| 93 | ! output: |
|---|
| 94 | ! fluxsens flux de chaleur sensible |
|---|
| 95 | ! tsol_rad |
|---|
| 96 | ! tsurf_new temperature au sol |
|---|
| 97 | ! alb_new albedo |
|---|
| 98 | |
|---|
| 99 | #include "iniprint.h" |
|---|
| 100 | |
|---|
| 101 | |
|---|
| 102 | ! Parametres d'entree |
|---|
| 103 | integer, intent(IN) :: itime |
|---|
| 104 | integer, intent(IN) :: iim, jjm |
|---|
| 105 | integer, intent(IN) :: klon |
|---|
| 106 | real, intent(IN) :: dtime |
|---|
| 107 | real, intent(IN) :: rmu0(klon) |
|---|
| 108 | integer, intent(IN) :: knon |
|---|
| 109 | logical, intent(IN) :: debut, lafin |
|---|
| 110 | real, dimension(klon), intent(IN) :: rlon, rlat |
|---|
| 111 | real, dimension(klon), intent(IN) :: cufi, cvfi |
|---|
| 112 | real, dimension(klon), intent(INOUT) :: tq_cdrag |
|---|
| 113 | real, dimension(klon), intent(IN) :: zlev |
|---|
| 114 | real, dimension(klon), intent(IN) :: u1_lay, v1_lay |
|---|
| 115 | real, dimension(klon), intent(IN) :: temp_air |
|---|
| 116 | real, dimension(klon), intent(IN) :: epot_air |
|---|
| 117 | real, dimension(klon), intent(IN) :: petAcoef |
|---|
| 118 | real, dimension(klon), intent(IN) :: petBcoef |
|---|
| 119 | real, dimension(klon), intent(IN) :: sollw, sollwdown, swnet, swdown |
|---|
| 120 | real, dimension(klon), intent(IN) :: albedo |
|---|
| 121 | real, dimension(klon), intent(IN) :: tsurf, pkh1, p1lay |
|---|
| 122 | REAL, DIMENSION(klon), INTENT(INOUT) :: radsol,fder |
|---|
| 123 | real, dimension(klon), intent(IN) :: taux, tauy |
|---|
| 124 | !! PB ajout pour soil |
|---|
| 125 | logical :: soil_model |
|---|
| 126 | integer :: nsoilmx |
|---|
| 127 | REAL, DIMENSION(klon, nsoilmx) :: tsoil |
|---|
| 128 | REAL, dimension(klon) :: soilcap |
|---|
| 129 | REAL, dimension(klon) :: soilflux |
|---|
| 130 | ! Parametres de sortie |
|---|
| 131 | real, dimension(klon), intent(OUT):: fluxsens |
|---|
| 132 | real, dimension(klon), intent(OUT):: tsol_rad, tsurf_new, alb_new |
|---|
| 133 | real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_s |
|---|
| 134 | |
|---|
| 135 | ! Local |
|---|
| 136 | character (len = 20),save :: modname = 'interfsurf_hq' |
|---|
| 137 | character (len = 80) :: abort_message |
|---|
| 138 | integer, save :: error |
|---|
| 139 | integer :: ii, index |
|---|
| 140 | logical,save :: check = .false. |
|---|
| 141 | real, dimension(klon):: cal, beta, capsol |
|---|
| 142 | real, dimension(klon):: tsurf_temp, zcp |
|---|
| 143 | INTEGER,dimension(1) :: iloc |
|---|
| 144 | INTEGER :: isize |
|---|
| 145 | real, dimension(klon):: fder_prev |
|---|
| 146 | |
|---|
| 147 | if (check) write(*,*) 'Entree ', modname |
|---|
| 148 | |
|---|
| 149 | ! Initialisations diverses |
|---|
| 150 | ! |
|---|
| 151 | cal = 999999. ; beta = 999999. ; capsol = 999999. |
|---|
| 152 | alb_new = albedo |
|---|
| 153 | tsurf_new = 999999. |
|---|
| 154 | |
|---|
| 155 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
|---|
| 156 | do ii=1,klon |
|---|
| 157 | zcp(ii)=cpdet(tsurf(ii)) |
|---|
| 158 | enddo |
|---|
| 159 | |
|---|
| 160 | IF (soil_model) THEN |
|---|
| 161 | CALL soil(dtime, knon, tsurf, tsoil,soilcap, soilflux) |
|---|
| 162 | cal(1:knon) = zcp(1:knon) / soilcap(1:knon) |
|---|
| 163 | ! for tests: |
|---|
| 164 | ! call writefield_phy('interfsurf_hq_zcp',zcp,1) |
|---|
| 165 | ! call writefield_phy('interfsurf_hq_cal',cal,1) |
|---|
| 166 | ! call writefield_phy('interfsurf_hq_soilcap',soilcap,1) |
|---|
| 167 | ! print*,"DIAGNOSTIC SOIL" |
|---|
| 168 | ! print*,"soilcap=",soilcap |
|---|
| 169 | ! print*,"soilflux=",soilflux |
|---|
| 170 | ! print*,"radsol=",radsol(knon/2) |
|---|
| 171 | radsol(1:knon) = radsol(1:knon) + soilflux(1:knon) |
|---|
| 172 | ELSE |
|---|
| 173 | ! abort_message = "PAS DE MODELE DE SOL: CALCUL SOILCAP!!" |
|---|
| 174 | ! call abort_gcm(modname,abort_message,1) |
|---|
| 175 | ! VENUS: Valeur pour inertie = 200: |
|---|
| 176 | soilcap = 14735. |
|---|
| 177 | print*,"PAS DE MODELE DE SOL, soilcap=",soilcap |
|---|
| 178 | cal(1:knon) = zcp(1:knon) / soilcap(1:knon) |
|---|
| 179 | ENDIF |
|---|
| 180 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
|---|
| 181 | CALL calcul_fluxs( klon, knon, dtime, & |
|---|
| 182 | & tsurf, zcp, pkh1, p1lay, cal, beta, tq_cdrag, & |
|---|
| 183 | & radsol, temp_air, u1_lay, v1_lay, & |
|---|
| 184 | & petAcoef, petBcoef, & |
|---|
| 185 | & tsurf_new, fluxsens, dflux_s ) |
|---|
| 186 | |
|---|
| 187 | END SUBROUTINE interfsurf_hq |
|---|
| 188 | |
|---|
| 189 | ! |
|---|
| 190 | !######################################################################### |
|---|
| 191 | ! |
|---|
| 192 | SUBROUTINE calcul_fluxs( klon, knon, dtime, & |
|---|
| 193 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
|---|
| 194 | & tsurf, zcp, pkh1, p1lay, cal, beta, coef1lay, & |
|---|
| 195 | & radsol, t1lay, u1lay, v1lay, & |
|---|
| 196 | & petAcoef, petBcoef, & |
|---|
| 197 | & tsurf_new, fluxsens, dflux_s) |
|---|
| 198 | |
|---|
| 199 | use write_field_phy |
|---|
| 200 | use cpdet_phy_mod, only: t2tpot, tpot2t |
|---|
| 201 | |
|---|
| 202 | IMPLICIT none |
|---|
| 203 | |
|---|
| 204 | ! Cette routine calcule les fluxs en h a l'interface et eventuellement |
|---|
| 205 | ! une temperature de surface (au cas ou ok_veget = false) |
|---|
| 206 | ! |
|---|
| 207 | ! L. Fairhead 4/2000 |
|---|
| 208 | ! |
|---|
| 209 | ! input: |
|---|
| 210 | ! knon nombre de points a traiter |
|---|
| 211 | ! tsurf temperature de surface |
|---|
| 212 | ! zcp Cp(Tsurf) |
|---|
| 213 | ! pkh1 fct Exner à la surface: RCPD*(paprs(1)/preff)**RKAPPA |
|---|
| 214 | ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche) |
|---|
| 215 | ! cal capacite calorifique du sol |
|---|
| 216 | ! beta evap reelle |
|---|
| 217 | ! coef1lay coefficient d'echange |
|---|
| 218 | ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t |
|---|
| 219 | ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t |
|---|
| 220 | ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW) |
|---|
| 221 | ! |
|---|
| 222 | ! output: |
|---|
| 223 | ! tsurf_new temperature au sol |
|---|
| 224 | ! fluxsens flux de chaleur sensible |
|---|
| 225 | ! dflux_s derivee du flux de chaleur sensible / Ts |
|---|
| 226 | ! |
|---|
| 227 | |
|---|
| 228 | ! Parametres d'entree |
|---|
| 229 | integer, intent(IN) :: knon, klon |
|---|
| 230 | real , intent(IN) :: dtime |
|---|
| 231 | real, dimension(klon), intent(IN) :: petAcoef |
|---|
| 232 | real, dimension(klon), intent(IN) :: petBcoef |
|---|
| 233 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
|---|
| 234 | real, dimension(klon), intent(IN) :: tsurf,pkh1,zcp |
|---|
| 235 | real, dimension(klon), intent(IN) :: p1lay, cal, beta, coef1lay |
|---|
| 236 | real, dimension(klon), intent(IN) :: radsol |
|---|
| 237 | real, dimension(klon), intent(IN) :: t1lay, u1lay, v1lay |
|---|
| 238 | |
|---|
| 239 | ! Parametres sorties |
|---|
| 240 | real, dimension(klon), intent(OUT):: tsurf_new, fluxsens |
|---|
| 241 | real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_s |
|---|
| 242 | |
|---|
| 243 | ! Variables locales |
|---|
| 244 | integer :: i |
|---|
| 245 | real, dimension(klon) :: zx_mh, zx_nh, zx_oh |
|---|
| 246 | real, dimension(klon) :: zx_coef |
|---|
| 247 | real, dimension(klon) :: ztetasurf,ztetasurf_new |
|---|
| 248 | real, dimension(klon) :: zx_k1 |
|---|
| 249 | real, dimension(klon) :: zx_q_0 , d_ts |
|---|
| 250 | real :: zdelta, zcvm5, zcor |
|---|
| 251 | ! |
|---|
| 252 | logical, save :: check = .false. |
|---|
| 253 | character (len = 20) :: modname = 'calcul_fluxs' |
|---|
| 254 | character (len = 80) :: abort_message |
|---|
| 255 | logical,save :: first = .true.,second=.false. |
|---|
| 256 | |
|---|
| 257 | if (check) write(*,*)'Entree ', modname |
|---|
| 258 | |
|---|
| 259 | IF (check) THEN |
|---|
| 260 | WRITE(*,*)' radsol (min, max)' & |
|---|
| 261 | & , MINVAL(radsol(1:knon)), MAXVAL(radsol(1:knon)) |
|---|
| 262 | CALL flush(6) |
|---|
| 263 | ENDIF |
|---|
| 264 | |
|---|
| 265 | ! |
|---|
| 266 | ! Initialisation |
|---|
| 267 | ! |
|---|
| 268 | fluxsens=0. |
|---|
| 269 | dflux_s = 0. |
|---|
| 270 | ! |
|---|
| 271 | DO i = 1, knon |
|---|
| 272 | |
|---|
| 273 | zx_coef(i) = coef1lay(i) & |
|---|
| 274 | & * SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2) & |
|---|
| 275 | & * p1lay(i)/(RD*t1lay(i)) |
|---|
| 276 | |
|---|
| 277 | ENDDO |
|---|
| 278 | |
|---|
| 279 | |
|---|
| 280 | ! === Calcul de la temperature de surface === |
|---|
| 281 | ! |
|---|
| 282 | ! MODIF VENUS: |
|---|
| 283 | ! Le calcul se fait en temperature potentielle |
|---|
| 284 | |
|---|
| 285 | call t2tpot(knon,tsurf,ztetasurf,pkh1) |
|---|
| 286 | |
|---|
| 287 | do i = 1, knon |
|---|
| 288 | zx_k1(i) = zx_coef(i) |
|---|
| 289 | enddo |
|---|
| 290 | |
|---|
| 291 | |
|---|
| 292 | do i = 1, knon |
|---|
| 293 | |
|---|
| 294 | ! H |
|---|
| 295 | zx_oh(i) = 1. - (zx_k1(i) * petBcoef(i) * dtime) |
|---|
| 296 | zx_mh(i) = zx_k1(i) * petAcoef(i) / zx_oh(i) |
|---|
| 297 | ! Derives des flux dF/d(teta)s: |
|---|
| 298 | zx_nh(i) = - (zx_k1(i) * zcp(i))/ zx_oh(i) |
|---|
| 299 | ! Derives des flux dF/dTs (W m-2 K-1): version Terre |
|---|
| 300 | ! zx_nh(i) = - (zx_k1(i) * RCPD * zx_pkh(i))/ zx_oh(i) |
|---|
| 301 | |
|---|
| 302 | ! Tsurface Version Terre |
|---|
| 303 | ! |
|---|
| 304 | ! tsurf_new(i) = (tsurf(i) + cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * dtime * & |
|---|
| 305 | ! & (radsol(i) + zx_mh(i)) & |
|---|
| 306 | ! & + dif_grnd(i) * t_grnd * dtime)/ & |
|---|
| 307 | ! & ( 1. - dtime * cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * & |
|---|
| 308 | ! & zx_nh(i) & |
|---|
| 309 | ! & + dtime * dif_grnd(i)) |
|---|
| 310 | ! |
|---|
| 311 | ! d_ts(i) = tsurf_new(i) - tsurf(i) |
|---|
| 312 | ! fluxsens(i) = zx_mh(i) + zx_nh(i) * tsurf_new(i) |
|---|
| 313 | ! Derives des flux dF/dTs (W m-2 K-1): |
|---|
| 314 | ! dflux_s(i) = zx_nh(i) |
|---|
| 315 | |
|---|
| 316 | ! MODIF VENUS : on vire dif_grnd (=0) et t_grnd |
|---|
| 317 | ! et on travaille en teta |
|---|
| 318 | |
|---|
| 319 | ztetasurf_new(i) = (ztetasurf(i) + cal(i)/zcp(i) * dtime * & |
|---|
| 320 | & (radsol(i) + zx_mh(i)) & |
|---|
| 321 | & ) / & |
|---|
| 322 | & ( 1. - cal(i)/zcp(i) * dtime * & |
|---|
| 323 | & zx_nh(i) ) |
|---|
| 324 | ENDDO |
|---|
| 325 | |
|---|
| 326 | call tpot2t(knon,ztetasurf_new,tsurf_new,pkh1) |
|---|
| 327 | |
|---|
| 328 | do i = 1, knon |
|---|
| 329 | d_ts(i) = tsurf_new(i) - tsurf(i) |
|---|
| 330 | fluxsens(i) = zx_mh(i) + zx_nh(i) * ztetasurf_new(i) |
|---|
| 331 | ! Derives des flux dF/dTs (W m-2 K-1): |
|---|
| 332 | dflux_s(i) = zx_nh(i)*ztetasurf(i)/tsurf(i) |
|---|
| 333 | ENDDO |
|---|
| 334 | |
|---|
| 335 | ! for tests: write output fields... |
|---|
| 336 | ! call writefield_phy('calcul_fluxs_d_ts',d_ts,1) |
|---|
| 337 | ! call writefield_phy('calcul_fluxs_fluxsens',fluxsens,1) |
|---|
| 338 | ! call writefield_phy('calcul_fluxs_dflux_s',dflux_s,1) |
|---|
| 339 | |
|---|
| 340 | END SUBROUTINE calcul_fluxs |
|---|
| 341 | ! |
|---|
| 342 | !######################################################################### |
|---|
| 343 | ! |
|---|
| 344 | END MODULE interface_surf |
|---|
