source: trunk/WRF.COMMON/INTERFACES/module_model_constants.F @ 3553

Last change on this file since 3553 was 2777, checked in by aslmd, 2 years ago

Titan LES: updated planetary constants to match initializing GCM

File size: 11.5 KB
Line 
1!WRF:MODEL_LAYER:CONSTANTS
2!
3!PLANET MARS
4
5 MODULE module_model_constants
6   USE module_configure
7   !  2. Following are constants for use in defining real number bounds.
8
9   !  A really small number.
10   character(len=15) :: planet
11   REAL    , PARAMETER :: epsilon         = 1.E-15
12
13   !  4. Following is information related to the physical constants.
14
15   !  These are the physical parameter used within the model.
16
17   !! added in WRFV3
18   real    , parameter :: mwdry        = 43.49 ! molecular weight of dry air (g/mole)
19!
20!-------------------------------
21
22   REAL    , PARAMETER :: asselin      = .025
23!   REAL    , PARAMETER :: asselin      = .0
24   REAL    , PARAMETER :: cb           = 25.
25
26   REAL    , PARAMETER :: XLV0         = 3.15E6
27   REAL    , PARAMETER :: XLV1         = 2370.
28   REAL    , PARAMETER :: XLS0         = 2.905E6
29   REAL    , PARAMETER :: XLS1         = 259.532
30
31   REAL    , PARAMETER :: XLS          = 2.85E6
32   REAL    , PARAMETER :: XLV          = 2.5E6
33   REAL    , PARAMETER :: XLF          = 3.50E5
34
35   REAL    , PARAMETER :: rhowater     = 1000.
36   REAL    , PARAMETER :: rhosnow      = 100.
37   REAL    , PARAMETER :: rhoair0      = 0.02   !Earth Surface density: 1.217 kg/m3
38                                                !Mars Surface density: 0.020 kg/m3
39   REAL    , PARAMETER :: DEGRAD       = 3.1415926/180.
40   REAL    , PARAMETER :: DPD          = 360./669. ! longitude solaire d'un jour?
41
42   REAL    , PARAMETER ::  SVP1=0.6112
43   REAL    , PARAMETER ::  SVP2=17.67
44   REAL    , PARAMETER ::  SVP3=29.65
45   REAL    , PARAMETER ::  SVPT0=273.15
46   REAL    , PARAMETER ::  KARMAN=0.4  ! von karman constant
47   REAL    , PARAMETER ::  STBOLT=5.67051E-8 ! stefan-boltzmann constant
48
49   !! NB: c_s and c_k in WRFV2 moved to module_diffusion_em.F
50   !! NB: no need in WRFV3 because set in namelist
51   REAL    , PARAMETER ::  prandtl = 1./3.0
52                                         ! constants for w-damping option
53!   REAL    , PARAMETER ::  w_alpha = 0.3 ! strength m/s/s
54   REAL    , PARAMETER ::  w_alpha = 2.0 ! strength m/s/s
55!   REAL    , PARAMETER ::  w_beta  = 1.0 ! activation cfl number
56   REAL    , PARAMETER ::  w_beta  = 0.8 ! activation cfl number
57
58!! in WRFV3
59!   REAL    , PARAMETER ::  w_alpha = 0.3 ! strength m/s/s
60!   REAL    , PARAMETER ::  w_beta  = 1.0 ! activation cfl number
61!!
62       REAL , PARAMETER ::  pq0=379.90516
63       REAL , PARAMETER ::  epsq2=0.2
64!      REAL , PARAMETER ::  epsq2=0.02
65       REAL , PARAMETER ::  a2=17.2693882
66       REAL , PARAMETER ::  a3=273.16
67       REAL , PARAMETER ::  a4=35.86
68       REAL , PARAMETER ::  epsq=1.e-12
69!#if ( NMM_CORE == 1 )
70       REAL , PARAMETER ::  climit=1.e-20
71       REAL , PARAMETER ::  cm1=2937.4
72       REAL , PARAMETER ::  cm2=4.9283
73       REAL , PARAMETER ::  cm3=23.5518
74!       REAL , PARAMETER ::  defc=8.0
75!       REAL , PARAMETER ::  defm=32.0
76       REAL , PARAMETER ::  defc=0.0
77       REAL , PARAMETER ::  defm=99999.0
78       REAL , PARAMETER ::  epsfc=1./1.05
79       REAL , PARAMETER ::  epswet=0.0
80       REAL , PARAMETER ::  fcdif=1./3.
81!       REAL , PARAMETER ::  fcm=0.003
82       REAL , PARAMETER ::  fcm=0.00003
83!       REAL , PARAMETER ::  fcm=0.0
84       REAL , PARAMETER ::  p400=40000.0
85       REAL , PARAMETER ::  phitp=15000.0
86       REAL , PARAMETER ::  pi2=2.*3.1415926
87       REAL , PARAMETER ::  plbtm=105000.0
88       REAL , PARAMETER ::  plomd=64200.0
89       REAL , PARAMETER ::  pmdhi=35000.0
90       REAL , PARAMETER ::  q2ini=0.50
91       REAL , PARAMETER ::  rhcrit_land=0.75
92       REAL , PARAMETER ::  rhcrit_sea=0.80
93       REAL , PARAMETER ::  rlag=14.8125
94       REAL , PARAMETER ::  rlx=0.90
95       REAL , PARAMETER ::  scq2=50.0
96       REAL , PARAMETER ::  slopht=0.001
97       REAL , PARAMETER ::  tlc=2.*0.703972477
98       REAL , PARAMETER ::  wa=0.15
99       REAL , PARAMETER ::  wght=0.35
100       REAL , PARAMETER ::  wpc=0.075
101       REAL , PARAMETER ::  z0land=0.10
102!       REAL , PARAMETER ::  z0max=0.01
103       REAL , PARAMETER ::  z0max=0.008
104       REAL , PARAMETER ::  z0sea=0.001
105       REAL, PARAMETER :: r_v=461.6 ! gas constant for water vapor
106!#endif
107
108!!!! needed in WRFV3
109   !  Earth
110
111   !  The value for P2SI *must* be set to 1.0 for Earth
112   !  Although, now we may not need this declaration here (see above)
113   !REAL    , PARAMETER :: P2SI         = 1.0
114
115   !  Orbital constants:
116
117   INTEGER , PARAMETER :: PLANET_YEAR = 365
118   REAL , PARAMETER :: OBLIQUITY = 23.5
119   REAL , PARAMETER :: ECCENTRICITY = 0.014
120   REAL , PARAMETER :: SEMIMAJORAXIS = 1.0 ! In AU
121   ! Don't know the following values, so we'll fake them for now
122   REAL , PARAMETER :: zero_date = 0.0   ! Time of perihelion passage
123   !  Fraction into the year (from perhelion) of the
124   !  occurrence of the Northern Spring Equinox
125   REAL , PARAMETER :: EQUINOX_FRACTION= 0.0
126!!!! needed in WRFV3
127
128   !  These are the physical constants planet dependent used within the model.
129
130     real :: g
131     REAL :: r_d       
132     REAL :: cp         
133     !REAL :: cpp
134     REAL :: cv               
135     REAL :: cpv         
136     REAL :: cvv         
137     REAL :: cvpm       
138     REAL :: cliq       
139     REAL :: cice         
140     REAL :: psat         
141     REAL :: rcv         
142     REAL :: rcp       
143     REAL :: rovg       
144     REAL :: c2     
145     REAL :: EOMEG ! angular rotation rate (rad.s-1) 
146
147     REAL :: p1000mb     
148     REAL :: t0       
149     REAL :: p0         
150     REAL :: cpovcv       
151     REAL :: cvovcp     
152     REAL :: rvovrd     
153     REAL ::  gma
154     REAL ::  EP_1
155     REAL ::  EP_2
156     REAL ::  rfcp
157     REAL ::  p608
158     REAL :: rad
159     REAL :: reradius 
160     Real :: molmas !Molecular mass
161
162    REAL  :: wdaysec        ! duree du sol (s)  ~88775 s
163    REAL  :: wmugaz         ! Masse molaire de l'atm (g.mol-1) ~43.49
164    REAL  :: womeg          ! omega (rad.s-1)
165    REAL  :: wyear_day      ! Duree de l'annee (sols) ~668.6
166    REAL  :: wperiheli      ! Dist.min. soleil-mars (Mkm) ~206.66     
167    REAL  :: waphelie       ! Dist.max. soleil-mars (Mkm) ~249.22
168    REAL  :: wperi_day      ! Date du perihelie (sols depuis printemps)
169    REAL  :: wobliquit      ! Obliquite de la planete (deg) ~25.2
170    REAL  :: wz0            ! surface roughness (m) ~0.01
171    REAL  :: wlmixmin       ! longueur de melange ~100
172    REAL  :: wemin_turb     ! energie minimale ~1.e-8
173    REAL  :: wemissiv       ! Emissivite du sol martien ~.95
174    REAL  :: wemissiceN     !  Emissivite calotte nord
175    REAL  :: wemissiceS     ! Emissivite calotte sud
176    REAL  :: walbediceN     ! Albedo calotte nord !0.5
177    REAL  :: walbediceS     ! Albedo calotte sud  !0.5
178    REAL  :: wiceradiusN    ! mean scat radius of CO2 snow (north)
179    REAL  :: wiceradiusS    ! mean scat radius of CO2 snow (south)
180    REAL  :: wdtemisiceN    ! time scale for snow metamorphism (north) !2 
181    REAL  :: wdtemisiceS    ! time scale for snow metamorphism (south) !2
182    REAL  :: wvolcapa       ! volumetric capacity of soil (new soil model)
183    REAL  :: z_scale        ! scale height
184
185    REAL :: TT00
186    REAL :: nu
187 CONTAINS
188  SUBROUTINE init_module_model_constants
189    IMPLICIT NONE
190    Call initial_config
191    planet=model_config_rec%planet
192    !write(*,*) "unknown planet type", planet
193    !stop
194   
195   !  These are the physical constants used within the model
196   
197    IF ( planet == "mars" ) then
198! JM NOTE -- can we name this grav instead?
199     g = 3.72  ! acceleration due to gravity (m {s}^-2)
200
201!#if ( NMM_CORE == 1 )
202!    REAL :: r_d          = 192.  ! gas constant m2 s-2 K-1
203!    REAL :: cp           = 844.6   ! r= 8.314511E+0 *1000.E+0/mugaz
204!#else
205!    REAL :: r_d          = 192.
206!    REAL :: cp           = 844.6
207!#endif
208
209     r_d          = 191.
210     cp           = 744.5
211     cliq         = 4190.
212     cice         = 2106.
213     psat         = 610.78
214     t0           = 220. ! earth : 300 ... à remplacer par 220 ?
215     p0           = 610.
216     p1000mb      = 610.
217     reradius     = 1./3397200. ! Rayon de mars (m)  ~3397200 m
218     EOMEG        =7.0721E-5 ! angular rotation rate (rad.s-1)
219     wdaysec       = 88800.     ! duree du sol (s)  ~88775 s
220     wmugaz        = 43.49      ! Masse molaire de l'atm (g.mol-1) ~43.49
221     womeg         = 7.0721E-5  ! omega (rad.s-1)
222     wyear_day     = 669.       ! Duree de l'annee (sols) ~668.6
223     wperiheli     = 206.66     ! Dist.min. soleil-mars (Mkm) ~206.66     
224     waphelie      = 249.22     ! Dist.max. soleil-mars (Mkm) ~249.22
225     wperi_day     = 485.       ! Date du perihelie (sols depuis printemps)
226     wobliquit     = 25.2       ! Obliquite de la planete (deg) ~25.2
227     wz0           = 1.e-2      ! surface roughness (m) ~0.01
228     wlmixmin      = 30.        ! longueur de melange ~100
229     wemin_turb    = 1.e-6      ! energie minimale ~1.e-8
230     wemissiv      = 0.95       ! Emissivite du sol martien ~.95
231     wemissiceN    = 0.95       ! Emissivite calotte nord
232     wemissiceS    = 0.95       ! Emissivite calotte sud
233     walbediceN    = 0.65        ! Albedo calotte nord !0.5
234     walbediceS    = 0.65        ! Albedo calotte sud  !0.5
235     wiceradiusN   = 100.e-6    ! mean scat radius of CO2 snow (north)
236     wiceradiusS   = 100.e-6    ! mean scat radius of CO2 snow (south)
237     wdtemisiceN   = 0.4  ! time scale for snow metamorphism (north) !2 
238     wdtemisiceS   = 0.4  ! time scale for snow metamorphism (south) !2
239#ifdef NEWPHYS
240     wvolcapa      = 1.e6       ! volumetric capacity of soil (new soil model)
241#endif
242     TT00=0.
243     nu=0.
244!#endif
245    ELSE if ( planet == "venus") then
246     g            = 8.87
247     r_d          = 191.84383904727036
248     !cpp          = 1000.
249     cp           = 1000.
250     cliq         = 4190.
251     psat         = 610.78
252     t0           = 735. ! earth : 300
253     p0           = 92.e5
254     p1000mb      = 92.e5
255     reradius     = 1./6051800. ! Rayon de mars (m)  ~6051800 m
256     rad          = 6051800.
257     wmugaz       = 43.49
258     womeg        = 0.2992549E-06
259     wdaysec      = 0.1008707E08
260     TT00=460.
261     nu=0.35
262    ELSE if ( planet == "titan") then
263     g            = 1.35
264     r_d          = 298.734319568
265     cp           = 1038.72627727
266     cliq         = 4190.
267     psat         = 610.78
268     t0           = 94. ! earth : 300
269     p0           = 146144.796875
270     p1000mb      = 146144.796875
271     reradius     = 1./2575500.0 ! Rayon de mars (m)  ~6051800 m
272     rad          = 2575500.0
273     wmugaz       = 28.6
274     womeg        = 0.2992549E-06 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!
275     wdaysec      = 1377665.28
276     TT00=0.
277     nu=0.
278    ELSE if (( planet == "prescribed").or.(planet == "generic")) then
279     open(17,file='planet_constant',form='formatted',status='old')
280     rewind(17)
281     read(17,*) g
282     read(17,*) cp
283     read(17,*) molmas
284     read(17,*) t0
285     read(17,*) p0
286     read(17,*) rad
287     close(17)
288     r_d=8.314/(molmas*1e-3)
289     p1000mb=p0
290     reradius=1./rad
291     TT00=0.
292     nu=0.
293    Else
294     write(*,*) "unknown planet type:", planet
295     stop
296    endif
297     cv           = cp-r_d
298     cpv          = 3.9*r_v
299     cvv          = cpv-r_v
300     cvpm         = -cv/cp
301     rcv          = r_d/cv
302     rcp          = r_d/cp
303     rovg         = r_d/g
304     c2           = cp * rcv
305     cpovcv       = cp/(cp-r_d)
306     cvovcp       = 1./cpovcv
307     rvovrd       = r_v/r_d
308     gma          = -r_d*(1.-rcp)*0.5
309     EP_1         = r_v/r_d-1.
310     EP_2         = r_d/r_v
311     rfcp         =0.25/cp
312     p608         =rvovrd-1.
313     z_scale      =(r_d*t0/g)*1e-3
314    write(*,*) "planet : ", planet
315    write(*,*) "g = ", g
316    write(*,*) "cp = ", cp
317    write(*,*) "r_d = ", r_d
318    write(*,*) "t0 = ", t0
319    write(*,*) "p0 = ", p0
320    write(*,*) "T0 = ", TT00
321    write(*,*) "nu = ", nu
322  END SUBROUTINE init_module_model_constants
323 END MODULE module_model_constants
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.