| 1 | SUBROUTINE SW_venus_rh(PRMU0, PFRAC, latdeg, |
|---|
| 2 | S PPA, PPB, pt, |
|---|
| 3 | S PHEAT, |
|---|
| 4 | S PTOPSW,PSOLSW,ZFSNET) |
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| 5 | |
|---|
| 6 | use dimphy |
|---|
| 7 | use cpdet_phy_mod, only: cpdet |
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| 8 | IMPLICIT none |
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| 9 | |
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| 10 | #include "YOMCST.h" |
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| 11 | C |
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| 12 | C ------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 13 | C |
|---|
| 14 | C PURPOSE. |
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| 15 | C -------- |
|---|
| 16 | C |
|---|
| 17 | c this routine loads and interpolates the shortwave radiation |
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| 18 | c fluxes taken from Rainer Haus calculations for Venus. |
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| 19 | c Ref: Haus et al. 2016 |
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| 20 | C |
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| 21 | C AUTHOR. |
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| 22 | C ------- |
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| 23 | C Sebastien Lebonnois |
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| 24 | C |
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| 25 | C MODIFICATIONS. |
|---|
| 26 | C -------------- |
|---|
| 27 | C ORIGINAL : 5/2016 |
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| 28 | C ------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 29 | C |
|---|
| 30 | C* ARGUMENTS: |
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| 31 | C |
|---|
| 32 | c inputs |
|---|
| 33 | |
|---|
| 34 | REAL PRMU0 ! COSINE OF ZENITHAL ANGLE |
|---|
| 35 | REAL PFRAC ! fraction de la journee |
|---|
| 36 | REAL latdeg ! |latitude| (in degrees) |
|---|
| 37 | REAL PPB(klev+1) ! inter-couches PRESSURE (bar) |
|---|
| 38 | REAL PPA(klev) |
|---|
| 39 | REAL pt(klev) ! mid-layer temperature |
|---|
| 40 | C |
|---|
| 41 | c output |
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| 42 | |
|---|
| 43 | REAL PHEAT(klev) ! SHORTWAVE HEATING (K/s) within each layer |
|---|
| 44 | REAL PHEATPPA(klev) |
|---|
| 45 | REAL PTOPSW ! SHORTWAVE FLUX AT T.O.A. (net) |
|---|
| 46 | REAL PSOLSW ! SHORTWAVE FLUX AT SURFACE (net) |
|---|
| 47 | REAL ZFSNET(klev+1) ! net solar flux at ppb levels |
|---|
| 48 | |
|---|
| 49 | C |
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| 50 | C* LOCAL VARIABLES: |
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| 51 | C |
|---|
| 52 | integer nlrh,nszarh,nlatrh |
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| 53 | parameter (nlrh=118) ! fichiers Rainer Haus |
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| 54 | parameter (nszarh=7) ! fichiers Rainer Haus |
|---|
| 55 | parameter (nlatrh=19) ! fichiers Rainer Haus |
|---|
| 56 | |
|---|
| 57 | integer i,j,k,lat,nsza,nsza0(2),nl0,nlat0 |
|---|
| 58 | real zsnet(nlrh+1,nszarh+1,nlatrh+1)! net solar flux (W/m**2) (+ vers bas) |
|---|
| 59 | real solza(nszarh,nlatrh) ! solar zenith angles in table |
|---|
| 60 | real presrh(nlrh+1) ! pressure in table (bar) |
|---|
| 61 | real logplayrh(nlrh) |
|---|
| 62 | real altrh(nlrh+1) ! altitude in table (km) |
|---|
| 63 | real latrh(nlatrh) ! latitude in table (degrees) |
|---|
| 64 | character*22 nullchar |
|---|
| 65 | real sza0,factsza(2),factflux,factlat |
|---|
| 66 | real zsnetmoy |
|---|
| 67 | logical firstcall |
|---|
| 68 | data firstcall/.true./ |
|---|
| 69 | save solza,zsnet,altrh,latrh,presrh |
|---|
| 70 | save firstcall |
|---|
| 71 | real Tplay(nlrh) |
|---|
| 72 | real Qrh1(nlrh) |
|---|
| 73 | real Qrh2(nlrh) |
|---|
| 74 | real Qrh3(nlrh) |
|---|
| 75 | real Qrh4(nlrh) |
|---|
| 76 | |
|---|
| 77 | c ------------------------ |
|---|
| 78 | c Loading the file |
|---|
| 79 | c ------------------------ |
|---|
| 80 | if (firstcall) then |
|---|
| 81 | |
|---|
| 82 | zsnet=0. |
|---|
| 83 | |
|---|
| 84 | open(11,file='SolarNetFlux_RH.dat') |
|---|
| 85 | |
|---|
| 86 | do i=1,nlrh+1 |
|---|
| 87 | read(11,'(E5.1,4x,F8.2)') altrh(i),presrh(i) |
|---|
| 88 | enddo |
|---|
| 89 | |
|---|
| 90 | do lat=1,nlatrh |
|---|
| 91 | latrh(lat)=5.*(lat-1) |
|---|
| 92 | read(11,*) nullchar |
|---|
| 93 | read(11,*) nullchar |
|---|
| 94 | read(11,'(3x,7(5x,E8.5))') solza(:,lat) |
|---|
| 95 | read(11,*) nullchar |
|---|
| 96 | |
|---|
| 97 | do i=1,nlrh+1 |
|---|
| 98 | read(11,'(E6.1,7(2x,F11.5),7x,F11.5)') |
|---|
| 99 | . altrh(i),zsnet(i,1:nszarh,lat),zsnetmoy |
|---|
| 100 | enddo |
|---|
| 101 | read(11,*) nullchar |
|---|
| 102 | enddo |
|---|
| 103 | latrh(nlatrh)=89. |
|---|
| 104 | |
|---|
| 105 | c Correction of factor 2 in the table... |
|---|
| 106 | zsnet=zsnet*2. |
|---|
| 107 | |
|---|
| 108 | close(11) |
|---|
| 109 | |
|---|
| 110 | firstcall=.false. |
|---|
| 111 | endif |
|---|
| 112 | |
|---|
| 113 | c -------------------------------------- |
|---|
| 114 | c Interpolation in the GCM vertical grid |
|---|
| 115 | c -------------------------------------- |
|---|
| 116 | |
|---|
| 117 | c Latitude |
|---|
| 118 | c --------- |
|---|
| 119 | |
|---|
| 120 | do lat=1,nlatrh |
|---|
| 121 | if (latrh(lat).le.latdeg) then |
|---|
| 122 | nlat0 = lat+1 |
|---|
| 123 | endif |
|---|
| 124 | enddo |
|---|
| 125 | |
|---|
| 126 | if (nlat0.ne.nlatrh+1) then |
|---|
| 127 | factlat = (latdeg-latrh(nlat0-1))/(latrh(nlat0)-latrh(nlat0-1)) |
|---|
| 128 | else |
|---|
| 129 | factlat = min((latdeg-latrh(nlatrh))/(90.-latrh(nlatrh)), 1.) |
|---|
| 130 | endif |
|---|
| 131 | |
|---|
| 132 | c Zenith angle |
|---|
| 133 | c ------------ |
|---|
| 134 | |
|---|
| 135 | sza0 = acos(PRMU0)/3.1416*180. |
|---|
| 136 | nsza0(:)=2 |
|---|
| 137 | |
|---|
| 138 | do nsza=1,nszarh |
|---|
| 139 | if (solza(nsza,nlat0-1).le.sza0) then |
|---|
| 140 | nsza0(1) = nsza+1 |
|---|
| 141 | endif |
|---|
| 142 | enddo |
|---|
| 143 | if (nsza0(1).ne.nszarh+1) then |
|---|
| 144 | factsza(1) = (sza0-solza(nsza0(1)-1,nlat0-1))/ |
|---|
| 145 | . (solza(nsza0(1),nlat0-1)-solza(nsza0(1)-1,nlat0-1)) |
|---|
| 146 | else |
|---|
| 147 | factsza(1) = min((sza0-solza(nszarh,nlat0-1))/ |
|---|
| 148 | . (90.-solza(nszarh,nlat0-1)), 1.) |
|---|
| 149 | endif |
|---|
| 150 | if (nlat0.ne.nlatrh+1) then |
|---|
| 151 | do nsza=1,nszarh |
|---|
| 152 | if (solza(nsza,nlat0).le.sza0) then |
|---|
| 153 | nsza0(2) = nsza+1 |
|---|
| 154 | endif |
|---|
| 155 | enddo |
|---|
| 156 | if (nsza0(2).eq.nszarh+1) then |
|---|
| 157 | factsza(2) = min((sza0-solza(nszarh,nlat0))/ |
|---|
| 158 | . (90.-solza(nszarh,nlat0)), 1.) |
|---|
| 159 | elseif ((nsza0(2).eq.2).and.(solza(1,nlat0).gt.sza0)) then |
|---|
| 160 | factsza(2) = 0. |
|---|
| 161 | else |
|---|
| 162 | factsza(2) = (sza0-solza(nsza0(2)-1,nlat0))/ |
|---|
| 163 | . (solza(nsza0(2),nlat0)-solza(nsza0(2)-1,nlat0)) |
|---|
| 164 | endif |
|---|
| 165 | else |
|---|
| 166 | nsza0(2) = nszarh+1 |
|---|
| 167 | factsza(2) = 1. |
|---|
| 168 | endif |
|---|
| 169 | c Pressure levels |
|---|
| 170 | c --------------- |
|---|
| 171 | do j=1,klev+1 |
|---|
| 172 | nl0 = nlrh |
|---|
| 173 | do i=nlrh+1,2,-1 |
|---|
| 174 | if (presrh(i).ge.PPB(j)) then |
|---|
| 175 | nl0 = i-1 |
|---|
| 176 | endif |
|---|
| 177 | enddo |
|---|
| 178 | |
|---|
| 179 | factflux = (log10(max(PPB(j),presrh(1)))-log10(presrh(nl0+1))) |
|---|
| 180 | . /(log10(presrh(nl0))-log10(presrh(nl0+1))) |
|---|
| 181 | |
|---|
| 182 | ZFSNET(j) = factlat*( |
|---|
| 183 | . factflux * factsza(2) *zsnet(nl0,nsza0(2),nlat0) |
|---|
| 184 | . + factflux *(1.-factsza(2))*zsnet(nl0,nsza0(2)-1,nlat0) |
|---|
| 185 | . + (1.-factflux)* factsza(2) *zsnet(nl0+1,nsza0(2),nlat0) |
|---|
| 186 | . + (1.-factflux)*(1.-factsza(2))*zsnet(nl0+1,nsza0(2)-1,nlat0) ) |
|---|
| 187 | . + (1.-factlat)*( |
|---|
| 188 | . factflux * factsza(1) *zsnet(nl0,nsza0(1),nlat0-1) |
|---|
| 189 | . + factflux *(1.-factsza(1))*zsnet(nl0,nsza0(1)-1,nlat0-1) |
|---|
| 190 | . + (1.-factflux)* factsza(1) *zsnet(nl0+1,nsza0(1),nlat0-1) |
|---|
| 191 | . + (1.-factflux)*(1.-factsza(1))*zsnet(nl0+1,nsza0(1)-1,nlat0-1) ) |
|---|
| 192 | |
|---|
| 193 | ZFSNET(j) = ZFSNET(j)*PFRAC |
|---|
| 194 | |
|---|
| 195 | enddo |
|---|
| 196 | PTOPSW = ZFSNET(klev+1) |
|---|
| 197 | PSOLSW = ZFSNET(1) |
|---|
| 198 | |
|---|
| 199 | #ifdef MESOSCALE |
|---|
| 200 | ! extrapolation play RH pressure |
|---|
| 201 | do j=1,nlrh |
|---|
| 202 | logplayrh(j)=(log(presrh(j+1))+log(presrh(j)))/2. |
|---|
| 203 | enddo |
|---|
| 204 | ! Extrapolation of temperature over RH play pressure |
|---|
| 205 | do i=nlrh,2,-1 |
|---|
| 206 | nl0 = 2 |
|---|
| 207 | do j=1,klev-1 |
|---|
| 208 | if (exp(logplayrh(i)).le.PPA(j)) then |
|---|
| 209 | nl0 = j+1 |
|---|
| 210 | endif |
|---|
| 211 | enddo |
|---|
| 212 | factflux = (log10(max(exp(logplayrh(i)),PPA(klev))) |
|---|
| 213 | . -log10(PPA(nl0-1))) |
|---|
| 214 | . /(log10(PPA(nl0))-log10(PPA(nl0-1))) |
|---|
| 215 | Tplay(i)=factflux*pt(nl0) |
|---|
| 216 | . + (1.-factflux)*pt(nl0-1) |
|---|
| 217 | |
|---|
| 218 | ENDDO |
|---|
| 219 | ! RH PHEAT over RH play pressure |
|---|
| 220 | DO k=1,nlrh |
|---|
| 221 | c |
|---|
| 222 | Qrh1(k)=((RG/cpdet(Tplay(k))) |
|---|
| 223 | . *((zsnet(k+1,nsza0(1),nlat0-1)-zsnet(k,nsza0(1),nlat0-1)) |
|---|
| 224 | . *PFRAC)) |
|---|
| 225 | . /((presrh(k)-presrh(k+1))*1.e5) |
|---|
| 226 | Qrh2(k)=((RG/cpdet(Tplay(k))) |
|---|
| 227 | . *((zsnet(k+1,nsza0(1)-1,nlat0-1)-zsnet(k,nsza0(1)-1,nlat0-1)) |
|---|
| 228 | . *PFRAC)) |
|---|
| 229 | . /((presrh(k)-presrh(k+1))*1.e5) |
|---|
| 230 | Qrh3(k)=((RG/cpdet(Tplay(k))) |
|---|
| 231 | . *((zsnet(k+1,nsza0(2),nlat0)-zsnet(k,nsza0(2),nlat0)) |
|---|
| 232 | . *PFRAC)) |
|---|
| 233 | . /((presrh(k)-presrh(k+1))*1.e5) |
|---|
| 234 | Qrh4(k)=((RG/cpdet(Tplay(k))) |
|---|
| 235 | . *((zsnet(k+1,nsza0(2)-1,nlat0)-zsnet(k,nsza0(2)-1,nlat0)) |
|---|
| 236 | . *PFRAC)) |
|---|
| 237 | . /((presrh(k)-presrh(k+1))*1.e5) |
|---|
| 238 | ENDDO |
|---|
| 239 | ! Interapolation of PHEAT over GCM/MESOSCALE play levels |
|---|
| 240 | do j=1,klev |
|---|
| 241 | nl0 = nlrh-1 |
|---|
| 242 | do i=nlrh,2,-1 |
|---|
| 243 | if (exp(logplayrh(i)).ge.PPA(j)) then |
|---|
| 244 | nl0 = i-1 |
|---|
| 245 | endif |
|---|
| 246 | enddo |
|---|
| 247 | c factflux = (log10(max(PPB(j),presrh(1)))-log10(presrh(nl0+1))) |
|---|
| 248 | c . /(log10(presrh(nl0))-log10(presrh(nl0+1))) |
|---|
| 249 | factflux = (log10(max(PPA(j),exp(logplayrh(1)))) |
|---|
| 250 | . -log10(exp(logplayrh(nl0+1)))) |
|---|
| 251 | . /(log10(exp(logplayrh(nl0)))-log10(exp(logplayrh(nl0+1)))) |
|---|
| 252 | PHEATPPA(j)=factlat*( |
|---|
| 253 | . factflux * factsza(2) *Qrh3(nl0) |
|---|
| 254 | . + factflux *(1.-factsza(2))*Qrh4(nl0) |
|---|
| 255 | . + (1.-factflux)* factsza(2) *Qrh3(nl0+1) |
|---|
| 256 | . + (1.-factflux)*(1.-factsza(2))*Qrh4(nl0+1)) |
|---|
| 257 | . + (1.-factlat)*( |
|---|
| 258 | . factflux * factsza(1) *Qrh1(nl0) |
|---|
| 259 | . + factflux *(1.-factsza(1))*Qrh2(nl0) |
|---|
| 260 | . + (1.-factflux)* factsza(1) *Qrh1(nl0+1) |
|---|
| 261 | . + (1.-factflux)*(1.-factsza(1))*Qrh2(nl0+1) ) |
|---|
| 262 | PHEAT(j)=PHEATPPA(j) |
|---|
| 263 | ENDDO |
|---|
| 264 | |
|---|
| 265 | |
|---|
| 266 | #else |
|---|
| 267 | c Heating rates |
|---|
| 268 | c ------------- |
|---|
| 269 | c On utilise le gradient du flux pour calculer le taux de chauffage: |
|---|
| 270 | c heat(K/s) = d(fluxnet) (W/m2) |
|---|
| 271 | c *g (m/s2) |
|---|
| 272 | c /(-dp) (epaisseur couche, en Pa=kg/m/s2) |
|---|
| 273 | c /cp (J/kg/K) |
|---|
| 274 | |
|---|
| 275 | do j=1,klev |
|---|
| 276 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
|---|
| 277 | PHEAT(j) = (ZFSNET(j+1)-ZFSNET(j)) |
|---|
| 278 | . *RG/cpdet(pt(j)) / ((PPB(j)-PPB(j+1))*1.e5) |
|---|
| 279 | c-----TEST------- |
|---|
| 280 | c tayloring the solar flux... |
|---|
| 281 | c if ((PPB(j).gt.0.04).and.(PPB(j).le.0.1)) then |
|---|
| 282 | c PHEAT(j) = PHEAT(j)*1.5 |
|---|
| 283 | c endif |
|---|
| 284 | c if ((PPB(j).gt.0.1).and.(PPB(j).le.0.5)) then |
|---|
| 285 | c PHEAT(j) = PHEAT(j)*2. |
|---|
| 286 | c endif |
|---|
| 287 | if ((PPB(j).gt.1.4).and.(PPB(j).le.10.)) then |
|---|
| 288 | c if ((PPB(j).gt.1.4).and.(PPB(j).le.100.)) then |
|---|
| 289 | PHEAT(j) = PHEAT(j)*3 |
|---|
| 290 | endif |
|---|
| 291 | c if ((PPB(j).gt.10.).and.(PPB(j).le.120.)) then |
|---|
| 292 | c PHEAT(j) = PHEAT(j)*2 |
|---|
| 293 | c endif |
|---|
| 294 | c---------------- |
|---|
| 295 | enddo |
|---|
| 296 | #endif |
|---|
| 297 | |
|---|
| 298 | |
|---|
| 299 | return |
|---|
| 300 | end |
|---|
| 301 | |
|---|
