source: trunk/WRF.COMMON/WRFV3/phys/module_cu_kfeta.F @ 3431

Last change on this file since 3431 was 2759, checked in by aslmd, 2 years ago

adding unmodified code from WRFV3.0.1.1, expurged from useless data +1M size

File size: 102.6 KB
Line 
1MODULE module_cu_kfeta
2
3   USE module_wrf_error
4
5!--------------------------------------------------------------------
6! Lookup table variables:
7      INTEGER, PARAMETER :: KFNT=250,KFNP=220
8      REAL, DIMENSION(KFNT,KFNP),PRIVATE, SAVE :: TTAB,QSTAB
9      REAL, DIMENSION(KFNP),PRIVATE, SAVE :: THE0K
10      REAL, DIMENSION(200),PRIVATE, SAVE :: ALU
11      REAL, PRIVATE, SAVE :: RDPR,RDTHK,PLUTOP
12! Note:  KF Lookup table is used by subroutines KF_eta_PARA, TPMIX2,
13!        TPMIX2DD, ENVIRTHT
14! End of Lookup table variables:
15
16CONTAINS
17
18   SUBROUTINE KF_eta_CPS(                                    &
19              ids,ide, jds,jde, kds,kde                      &
20             ,ims,ime, jms,jme, kms,kme                      &
21             ,its,ite, jts,jte, kts,kte                      &
22             ,DT,KTAU,DX,CUDT,CURR_SECS,ADAPT_STEP_FLAG      &
23             ,rho,RAINCV,PRATEC,NCA                          &
24             ,U,V,TH,T,W,dz8w,Pcps,pi                        &
25             ,W0AVG,XLV0,XLV1,XLS0,XLS1,CP,R,G,EP1           &
26             ,EP2,SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0                       &
27             ,STEPCU,CU_ACT_FLAG,warm_rain,CUTOP,CUBOT       &
28             ,QV                                             &
29            ! optionals
30             ,F_QV    ,F_QC    ,F_QR    ,F_QI    ,F_QS       &
31             ,RTHCUTEN,RQVCUTEN,RQCCUTEN,RQRCUTEN            &
32             ,RQICUTEN,RQSCUTEN                              &
33                                                             )
34!
35!-------------------------------------------------------------
36   IMPLICIT NONE
37!-------------------------------------------------------------
38   INTEGER,      INTENT(IN   ) ::                            &
39                                  ids,ide, jds,jde, kds,kde, &
40                                  ims,ime, jms,jme, kms,kme, &
41                                  its,ite, jts,jte, kts,kte
42
43   INTEGER,      INTENT(IN   ) :: STEPCU
44   LOGICAL,      INTENT(IN   ) :: warm_rain
45
46   REAL,         INTENT(IN   ) :: XLV0,XLV1,XLS0,XLS1
47   REAL,         INTENT(IN   ) :: CP,R,G,EP1,EP2
48   REAL,         INTENT(IN   ) :: SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0
49
50   INTEGER,      INTENT(IN   ) :: KTAU           
51
52   REAL,  DIMENSION( ims:ime , kms:kme , jms:jme )         , &
53          INTENT(IN   ) ::                                   &
54                                                          U, &
55                                                          V, &
56                                                          W, &
57                                                         TH, &
58                                                          T, &
59                                                         QV, &
60                                                       dz8w, &
61                                                       Pcps, &
62                                                        rho, &
63                                                         pi
64!
65   REAL,  DIMENSION( ims:ime , kms:kme , jms:jme )         , &
66          INTENT(INOUT) ::                                   &
67                                                      W0AVG
68
69   REAL,  INTENT(IN   ) :: DT, DX
70   REAL,  INTENT(IN   ) :: CUDT
71   REAL,  INTENT(IN   ) :: CURR_SECS
72   LOGICAL,INTENT(IN   ) :: ADAPT_STEP_FLAG
73!
74   REAL, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                     &
75          INTENT(INOUT) ::                           RAINCV
76
77   REAL,    DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                  &
78          INTENT(INOUT) ::                           PRATEC
79
80   REAL,    DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                  &
81            INTENT(INOUT) ::                            NCA
82
83   REAL, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                     &
84          INTENT(OUT) ::                              CUBOT, &
85                                                      CUTOP   
86
87   LOGICAL, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                  &
88          INTENT(INOUT) :: CU_ACT_FLAG
89
90!
91! Optional arguments
92!
93
94   REAL, DIMENSION( ims:ime , kms:kme , jms:jme ),           &
95         OPTIONAL,                                           &
96         INTENT(INOUT) ::                                    &
97                                                   RTHCUTEN, &
98                                                   RQVCUTEN, &
99                                                   RQCCUTEN, &
100                                                   RQRCUTEN, &
101                                                   RQICUTEN, &
102                                                   RQSCUTEN
103
104!
105! Flags relating to the optional tendency arrays declared above
106! Models that carry the optional tendencies will provdide the
107! optional arguments at compile time; these flags all the model
108! to determine at run-time whether a particular tracer is in
109! use or not.
110!
111   LOGICAL, OPTIONAL ::                                      &
112                                                   F_QV      &
113                                                  ,F_QC      &
114                                                  ,F_QR      &
115                                                  ,F_QI      &
116                                                  ,F_QS
117
118
119! LOCAL VARS
120
121   LOGICAL :: flag_qr, flag_qi, flag_qs
122
123   REAL, DIMENSION( kts:kte ) ::                             &
124                                                        U1D, &
125                                                        V1D, &
126                                                        T1D, &
127                                                       DZ1D, &
128                                                       QV1D, &
129                                                        P1D, &
130                                                      RHO1D, &
131                                                    W0AVG1D
132
133   REAL, DIMENSION( kts:kte )::                              &
134                                                       DQDT, &
135                                                      DQIDT, &
136                                                      DQCDT, &
137                                                      DQRDT, &
138                                                      DQSDT, &
139                                                       DTDT
140
141   REAL    ::         TST,tv,PRS,RHOE,W0,SCR1,DXSQ,tmp
142
143   INTEGER :: i,j,k,NTST
144   REAL    :: lastdt = -1.0
145   REAL    :: W0AVGfctr, W0fctr, W0den
146   LOGICAL :: run_param
147   
148!
149   DXSQ=DX*DX
150
151!----------------------
152   NTST=STEPCU
153   TST=float(NTST*2)
154   flag_qr = .FALSE.
155   flag_qi = .FALSE.
156   flag_qs = .FALSE.
157   IF ( PRESENT(F_QR) ) flag_qr = F_QR
158   IF ( PRESENT(F_QI) ) flag_qi = F_QI
159   IF ( PRESENT(F_QS) ) flag_qs = F_QS
160!
161   if (lastdt < 0) then
162      lastdt = dt
163   endif
164   
165   if (ADAPT_STEP_FLAG) then
166      W0AVGfctr = 2 * MAX(CUDT*60,dt) - dt
167      W0fctr = dt
168      W0den = 2 * MAX(CUDT*60,dt)
169   else
170      W0AVGfctr = (TST-1.)
171      W0fctr = 1.
172      W0den = TST
173   endif
174
175  DO J = jts,jte
176      DO K=kts,kte
177         DO I= its,ite
178!            SCR1=-5.0E-4*G*rho(I,K,J)*(w(I,K,J)+w(I,K+1,J))
179!            TV=T(I,K,J)*(1.+EP1*QV(I,K,J))
180!            RHOE=Pcps(I,K,J)/(R*TV)
181!            W0=-101.9368*SCR1/RHOE
182            W0=0.5*(w(I,K,J)+w(I,K+1,J))
183
184!           Old:           
185!
186!            W0AVG(I,K,J)=(W0AVG(I,K,J)*(TST-1.)+W0)/TST           
187!
188!           New, to support adaptive time step:
189!
190            W0AVG(I,K,J) = ( W0AVG(I,K,J) * W0AVGfctr + W0 * W0fctr ) / W0den
191         ENDDO
192      ENDDO
193   ENDDO
194   lastdt = dt
195
196           
197!
198!...CHECK FOR CONVECTIVE INITIATION EVERY 5 MINUTES (OR NTST/2)...
199!
200!----------------------
201
202!
203! Modified for adaptive time step
204!
205   if (ADAPT_STEP_FLAG) then
206      if ( (KTAU .eq. 1) .or. (cudt .eq. 0) .or. &
207           ( CURR_SECS + dt >= &
208           ( int( CURR_SECS / ( cudt * 60 ) ) + 1 ) * cudt * 60 ) ) then
209         run_param = .TRUE.
210      else
211         run_param = .FALSE.
212      endif
213
214   else
215      if (MOD(KTAU,NTST) .EQ. 0 .or. KTAU .eq. 1) then
216         run_param = .TRUE.
217      else
218         run_param = .FALSE.
219      endif
220   endif
221
222   if (run_param) then
223!
224     DO J = jts,jte
225     DO I= its,ite
226        CU_ACT_FLAG(i,j) = .true.
227     ENDDO
228     ENDDO
229
230     DO J = jts,jte
231       DO I=its,ite
232         
233
234         IF ( NCA(I,J) .ge. 0.5*DT ) then
235            CU_ACT_FLAG(i,j) = .false.
236         ELSE
237
238            DO k=kts,kte
239               DQDT(k)=0.
240               DQIDT(k)=0.
241               DQCDT(k)=0.
242               DQRDT(k)=0.
243               DQSDT(k)=0.
244               DTDT(k)=0.
245            ENDDO
246            RAINCV(I,J)=0.
247            CUTOP(I,J)=KTS
248            CUBOT(I,J)=KTE+1
249            PRATEC(I,J)=0.
250!
251! assign vars from 3D to 1D
252
253            DO K=kts,kte
254               U1D(K) =U(I,K,J)
255               V1D(K) =V(I,K,J)
256               T1D(K) =T(I,K,J)
257               RHO1D(K) =rho(I,K,J)
258               QV1D(K)=QV(I,K,J)
259               P1D(K) =Pcps(I,K,J)
260               W0AVG1D(K) =W0AVG(I,K,J)
261               DZ1D(k)=dz8w(I,K,J)
262            ENDDO
263            CALL KF_eta_PARA(I, J,                  &
264                 U1D,V1D,T1D,QV1D,P1D,DZ1D,         &
265                 W0AVG1D,DT,DX,DXSQ,RHO1D,          &
266                 XLV0,XLV1,XLS0,XLS1,CP,R,G,        &
267                 EP2,SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0,          &
268                 DQDT,DQIDT,DQCDT,DQRDT,DQSDT,DTDT, &
269                 RAINCV,PRATEC,NCA,                 &
270                 flag_QI,flag_QS,warm_rain,         &
271                 CUTOP,CUBOT,CUDT,                  &
272                 ids,ide, jds,jde, kds,kde,         &
273                 ims,ime, jms,jme, kms,kme,         &
274                 its,ite, jts,jte, kts,kte)
275            IF(PRESENT(rthcuten).AND.PRESENT(rqvcuten)) THEN
276              DO K=kts,kte
277                 RTHCUTEN(I,K,J)=DTDT(K)/pi(I,K,J)
278                 RQVCUTEN(I,K,J)=DQDT(K)
279              ENDDO
280            ENDIF
281
282            IF(PRESENT(rqrcuten).AND.PRESENT(rqccuten)) THEN
283              IF( F_QR )THEN
284                DO K=kts,kte
285                   RQRCUTEN(I,K,J)=DQRDT(K)
286                   RQCCUTEN(I,K,J)=DQCDT(K)
287                ENDDO
288              ELSE
289! This is the case for Eta microphysics without 3d rain field
290                DO K=kts,kte
291                   RQRCUTEN(I,K,J)=0.
292                   RQCCUTEN(I,K,J)=DQRDT(K)+DQCDT(K)
293                ENDDO
294              ENDIF
295            ENDIF
296
297!......     QSTEN STORES GRAUPEL TENDENCY IF IT EXISTS, OTHERISE SNOW (V2)
298
299
300            IF(PRESENT( rqicuten )) THEN
301              IF ( F_QI ) THEN
302                DO K=kts,kte
303                   RQICUTEN(I,K,J)=DQIDT(K)
304                ENDDO
305              ENDIF
306            ENDIF
307
308            IF(PRESENT( rqscuten )) THEN
309              IF ( F_QS ) THEN
310                DO K=kts,kte
311                   RQSCUTEN(I,K,J)=DQSDT(K)
312                ENDDO
313              ENDIF
314            ENDIF
315!
316         ENDIF
317       ENDDO     ! i-loop
318     ENDDO       ! j-loop
319   ENDIF         ! run_param
320!
321   END SUBROUTINE KF_eta_CPS
322! ****************************************************************************
323!-----------------------------------------------------------
324   SUBROUTINE KF_eta_PARA (I, J,                           &
325                      U0,V0,T0,QV0,P0,DZQ,W0AVG1D,         &
326                      DT,DX,DXSQ,rhoe,                     &
327                      XLV0,XLV1,XLS0,XLS1,CP,R,G,          &
328                      EP2,SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0,            &
329                      DQDT,DQIDT,DQCDT,DQRDT,DQSDT,DTDT,   &
330                      RAINCV,PRATEC,NCA,                   &
331                      F_QI,F_QS,warm_rain,                 &
332                      CUTOP,CUBOT,CUDT,                    &
333                      ids,ide, jds,jde, kds,kde,           &
334                      ims,ime, jms,jme, kms,kme,           &
335                      its,ite, jts,jte, kts,kte)
336!-----------------------------------------------------------
337!***** The KF scheme that is currently used in experimental runs of EMCs
338!***** Eta model....jsk 8/00
339!
340      IMPLICIT NONE
341!-----------------------------------------------------------
342      INTEGER, INTENT(IN   ) :: ids,ide, jds,jde, kds,kde, &
343                                ims,ime, jms,jme, kms,kme, &
344                                its,ite, jts,jte, kts,kte, &
345                                I,J
346          ! ,P_QI,P_QS,P_FIRST_SCALAR
347
348      LOGICAL, INTENT(IN   ) :: F_QI, F_QS
349
350      LOGICAL, INTENT(IN   ) :: warm_rain
351!
352      REAL, DIMENSION( kts:kte ),                          &
353            INTENT(IN   ) ::                           U0, &
354                                                       V0, &
355                                                       T0, &
356                                                      QV0, &
357                                                       P0, &
358                                                     rhoe, &
359                                                      DZQ, &
360                                                  W0AVG1D
361!
362      REAL,  INTENT(IN   ) :: DT,DX,DXSQ
363!
364
365      REAL,  INTENT(IN   ) :: XLV0,XLV1,XLS0,XLS1,CP,R,G
366      REAL,  INTENT(IN   ) :: EP2,SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0
367
368!
369      REAL, DIMENSION( kts:kte ), INTENT(INOUT) ::         &
370                                                     DQDT, &
371                                                    DQIDT, &
372                                                    DQCDT, &
373                                                    DQRDT, &
374                                                    DQSDT, &
375                                                     DTDT
376
377      REAL,    DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),             &
378            INTENT(INOUT) ::                          NCA
379
380      REAL, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                &
381            INTENT(INOUT) ::                       RAINCV
382
383      REAL, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                &
384            INTENT(INOUT) ::                       PRATEC
385
386      REAL, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ),                &
387            INTENT(OUT) ::                          CUBOT, &
388                                                    CUTOP
389      REAL,  INTENT(IN   ) :: CUDT
390!
391!...DEFINE LOCAL VARIABLES...
392!
393      REAL, DIMENSION( kts:kte ) ::                        &
394            Q0,Z0,TV0,TU,TVU,QU,TZ,TVD,                    &
395            QD,QES,THTES,TG,TVG,QG,WU,WD,W0,EMS,EMSD,      &
396            UMF,UER,UDR,DMF,DER,DDR,UMF2,UER2,             &
397            UDR2,DMF2,DER2,DDR2,DZA,THTA0,THETEE,          &
398            THTAU,THETEU,THTAD,THETED,QLIQ,QICE,           &
399            QLQOUT,QICOUT,PPTLIQ,PPTICE,DETLQ,DETIC,       &
400            DETLQ2,DETIC2,RATIO,RATIO2
401
402
403      REAL, DIMENSION( kts:kte ) ::                        &
404            DOMGDP,EXN,TVQU,DP,RH,EQFRC,WSPD,              &
405            QDT,FXM,THTAG,THPA,THFXOUT,                    &
406            THFXIN,QPA,QFXOUT,QFXIN,QLPA,QLFXIN,           &
407            QLFXOUT,QIPA,QIFXIN,QIFXOUT,QRPA,              &
408            QRFXIN,QRFXOUT,QSPA,QSFXIN,QSFXOUT,            &
409            QL0,QLG,QI0,QIG,QR0,QRG,QS0,QSG
410
411
412      REAL, DIMENSION( kts:kte+1 ) :: OMG
413      REAL, DIMENSION( kts:kte ) :: RAINFB,SNOWFB
414      REAL, DIMENSION( kts:kte ) ::                        &
415            CLDHGT,QSD,DILFRC,DDILFRC,TKE,TGU,QGU,THTEEG
416
417! LOCAL VARS
418
419      REAL    :: P00,T00,RLF,RHIC,RHBC,PIE,         &
420                 TTFRZ,TBFRZ,C5,RATE
421      REAL    :: GDRY,ROCP,ALIQ,BLIQ,                      &
422                 CLIQ,DLIQ
423      REAL    :: FBFRC,P300,DPTHMX,THMIX,QMIX,ZMIX,PMIX,   &
424                 ROCPQ,TMIX,EMIX,TLOG,TDPT,TLCL,TVLCL,     &
425                 CPORQ,PLCL,ES,DLP,TENV,QENV,TVEN,TVBAR,   &
426                 ZLCL,WKL,WABS,TRPPT,WSIGNE,DTLCL,GDT,WLCL,&
427                 TVAVG,QESE,WTW,RHOLCL,AU0,VMFLCL,UPOLD,   &
428                 UPNEW,ABE,WKLCL,TTEMP,FRC1,   &
429                 QNEWIC,RL,R1,QNWFRZ,EFFQ,BE,BOTERM,ENTERM,&
430                 DZZ,UDLBE,REI,EE2,UD2,TTMP,F1,F2,         &
431                 THTTMP,QTMP,TMPLIQ,TMPICE,TU95,TU10,EE1,  &
432                 UD1,DPTT,QNEWLQ,DUMFDP,EE,TSAT,           &
433                 THTA,VCONV,TIMEC,SHSIGN,VWS,PEF, &
434                 CBH,RCBH,PEFCBH,PEFF,PEFF2,TDER,THTMIN,   &
435                 DTMLTD,QS,TADVEC,DPDD,FRC,DPT,RDD,A1,     &
436                 DSSDT,DTMP,T1RH,QSRH,PPTFLX,CPR,CNDTNF,   &
437                 UPDINC,AINCM2,DEVDMF,PPR,RCED,DPPTDF,     &
438                 DMFLFS,DMFLFS2,RCED2,DDINC,AINCMX,AINCM1, &
439                 AINC,TDER2,PPTFL2,FABE,STAB,DTT,DTT1,     &
440                 DTIME,TMA,TMB,TMM,BCOEFF,ACOEFF,QVDIFF,   &
441                 TOPOMG,CPM,DQ,ABEG,DABE,DFDA,FRC2,DR,     &
442                 UDFRC,TUC,QGS,RH0,RHG,QINIT,QFNL,ERR2,    &
443                 RELERR,RLC,RLS,RNC,FABEOLD,AINCOLD,UEFRC, &
444                 DDFRC,TDC,DEFRC,RHBAR,DMFFRC,DPMIN,DILBE
445   REAL    ::    ASTRT,TP,VALUE,AINTRP,TKEMAX,QFRZ,&
446                 QSS,PPTMLT,DTMELT,RHH,EVAC,BINC
447!
448      INTEGER :: INDLU,NU,NUCHM,NNN,KLFS
449   REAL    :: CHMIN,PM15,CHMAX,DTRH,RAD,DPPP
450   REAL    :: TVDIFF,DTTOT,ABSOMG,ABSOMGTC,FRDP
451
452      INTEGER :: KX,K,KL
453!
454      INTEGER :: NCHECK
455      INTEGER, DIMENSION (kts:kte) :: KCHECK
456
457      INTEGER :: ISTOP,ML,L5,KMIX,LOW,                     &
458                 LC,MXLAYR,LLFC,NLAYRS,NK,                 &
459                 KPBL,KLCL,LCL,LET,IFLAG,                  &
460                 NK1,LTOP,NJ,LTOP1,                        &
461                 LTOPM1,LVF,KSTART,KMIN,LFS,               &
462                 ND,NIC,LDB,LDT,ND1,NDK,                   &
463                 NM,LMAX,NCOUNT,NOITR,                     &
464                 NSTEP,NTC,NCHM,ISHALL,NSHALL
465      LOGICAL :: IPRNT
466      CHARACTER*1024 message
467!
468      DATA P00,T00/1.E5,273.16/
469      DATA RLF/3.339E5/
470      DATA RHIC,RHBC/1.,0.90/
471      DATA PIE,TTFRZ,TBFRZ,C5/3.141592654,268.16,248.16,1.0723E-3/
472      DATA RATE/0.03/
473!-----------------------------------------------------------
474      IPRNT=.FALSE.
475      GDRY=-G/CP
476      ROCP=R/CP
477      NSHALL = 0
478      KL=kte
479      KX=kte
480!
481!     ALIQ = 613.3
482!     BLIQ = 17.502
483!     CLIQ = 4780.8
484!     DLIQ = 32.19
485      ALIQ = SVP1*1000.
486      BLIQ = SVP2
487      CLIQ = SVP2*SVPT0
488      DLIQ = SVP3
489!
490!
491!****************************************************************************
492!                                                      ! PPT FB MODS
493!...OPTION TO FEED CONVECTIVELY GENERATED RAINWATER    ! PPT FB MODS
494!...INTO GRID-RESOLVED RAINWATER (OR SNOW/GRAUPEL)     ! PPT FB MODS
495!...FIELD.  "FBFRC" IS THE FRACTION OF AVAILABLE       ! PPT FB MODS
496!...PRECIPITATION TO BE FED BACK (0.0 - 1.0)...        ! PPT FB MODS
497      FBFRC=0.0                                        ! PPT FB MODS
498!...mods to allow shallow convection...
499      NCHM = 0
500      ISHALL = 0
501      DPMIN = 5.E3
502!...
503      P300=P0(1)-30000.
504!
505!...PRESSURE PERTURBATION TERM IS ONLY DEFINED AT MID-POINT OF
506!...VERTICAL LAYERS...SINCE TOTAL PRESSURE IS NEEDED AT THE TOP AND
507!...BOTTOM OF LAYERS BELOW, DO AN INTERPOLATION...
508!
509!...INPUT A VERTICAL SOUNDING ... NOTE THAT MODEL LAYERS ARE NUMBERED
510!...FROM BOTTOM-UP IN THE KF SCHEME...
511!
512      ML=0
513!SUE  tmprpsb=1./PSB(I,J)
514!SUE  CELL=PTOP*tmprpsb
515!
516      DO K=1,KX
517!
518!...IF Q0 IS ABOVE SATURATION VALUE, REDUCE IT TO SATURATION LEVEL...
519!
520         ES=ALIQ*EXP((BLIQ*T0(K)-CLIQ)/(T0(K)-DLIQ))
521         QES(K)=0.622*ES/(P0(K)-ES)
522         Q0(K)=AMIN1(QES(K),QV0(K))
523         Q0(K)=AMAX1(0.000001,Q0(K))
524         QL0(K)=0.
525         QI0(K)=0.
526         QR0(K)=0.
527         QS0(K)=0.
528         RH(K) = Q0(K)/QES(K)
529         DILFRC(K) = 1.
530         TV0(K)=T0(K)*(1.+0.608*Q0(K))
531!        RHOE(K)=P0(K)/(R*TV0(K))
532!   DP IS THE PRESSURE INTERVAL BETWEEN FULL SIGMA LEVELS...
533         DP(K)=rhoe(k)*g*DZQ(k)
534! IF Turbulent Kinetic Energy (TKE) is available from turbulent mixing scheme
535! use it for shallow convection...For now, assume it is not available....
536!         TKE(K) = Q2(I,J,NK)
537         TKE(K) = 0.
538         CLDHGT(K) = 0.
539!        IF(P0(K).GE.500E2)L5=K
540         IF(P0(K).GE.0.5*P0(1))L5=K
541         IF(P0(K).GE.P300)LLFC=K
542      ENDDO
543!
544!...DZQ IS DZ BETWEEN SIGMA SURFACES, DZA IS DZ BETWEEN MODEL HALF LEVEL
545        Z0(1)=.5*DZQ(1)
546!cdir novector
547        DO K=2,KL
548          Z0(K)=Z0(K-1)+.5*(DZQ(K)+DZQ(K-1))
549          DZA(K-1)=Z0(K)-Z0(K-1)
550        ENDDO   
551        DZA(KL)=0.
552!
553!
554!  To save time, specify a pressure interval to move up in sequential
555!  check of different ~50 mb deep groups of adjacent model layers in
556!  the process of identifying updraft source layer (USL).  Note that
557!  this search is terminated as soon as a buoyant parcel is found and
558!  this parcel can produce a cloud greater than specifed minimum depth
559!  (CHMIN)...For now, set interval at 15 mb...
560!
561       NCHECK = 1
562       KCHECK(NCHECK)=1
563       PM15 = P0(1)-15.E2
564       DO K=2,LLFC
565         IF(P0(K).LT.PM15)THEN
566           NCHECK = NCHECK+1
567           KCHECK(NCHECK) = K
568           PM15 = PM15-15.E2
569         ENDIF
570       ENDDO
571!
572       NU=0
573       NUCHM=0
574usl:   DO
575           NU = NU+1
576           IF(NU.GT.NCHECK)THEN
577             IF(ISHALL.EQ.1)THEN
578               CHMAX = 0.
579               NCHM = 0
580               DO NK = 1,NCHECK
581                 NNN=KCHECK(NK)
582                 IF(CLDHGT(NNN).GT.CHMAX)THEN
583                   NCHM = NNN
584                   NUCHM = NK
585                   CHMAX = CLDHGT(NNN)
586                 ENDIF
587               ENDDO
588               NU = NUCHM-1
589               FBFRC=1.
590               CYCLE usl
591             ELSE
592               RETURN
593             ENDIF
594           ENDIF     
595           KMIX = KCHECK(NU)
596           LOW=KMIX
597!...
598           LC = LOW
599!
600!...ASSUME THAT IN ORDER TO SUPPORT A DEEP UPDRAFT YOU NEED A LAYER OF
601!...UNSTABLE AIR AT LEAST 50 mb DEEP...TO APPROXIMATE THIS, ISOLATE A
602!...GROUP OF ADJACENT INDIVIDUAL MODEL LAYERS, WITH THE BASE AT LEVEL
603!...LC, SUCH THAT THE COMBINED DEPTH OF THESE LAYERS IS AT LEAST 50 mb..
604!   
605           NLAYRS=0
606           DPTHMX=0.
607           NK=LC-1
608           IF ( NK+1 .LT. KTS ) THEN
609             WRITE(message,*)'WOULD GO OFF BOTTOM: KF_ETA_PARA I,J,NK',I,J,NK
610             CALL wrf_message (TRIM(message))
611           ELSE
612             DO
613               NK=NK+1   
614               IF ( NK .GT. KTE ) THEN
615                 WRITE(message,*)'WOULD GO OFF TOP: KF_ETA_PARA I,J,DPTHMX,DPMIN',I,J,DPTHMX,DPMIN
616                 CALL wrf_message (TRIM(message))
617                 EXIT
618               ENDIF
619               DPTHMX=DPTHMX+DP(NK)
620               NLAYRS=NLAYRS+1
621               IF(DPTHMX.GT.DPMIN)THEN
622                 EXIT
623               ENDIF
624             END DO   
625           ENDIF
626           IF(DPTHMX.LT.DPMIN)THEN
627             RETURN
628           ENDIF
629           KPBL=LC+NLAYRS-1   
630!
631!...********************************************************
632!...for computational simplicity without much loss in accuracy,
633!...mix temperature instead of theta for evaluating convective
634!...initiation (triggering) potential...
635!          THMIX=0.
636           TMIX=0.
637           QMIX=0.
638           ZMIX=0.
639           PMIX=0.
640!
641!...FIND THE THERMODYNAMIC CHARACTERISTICS OF THE LAYER BY
642!...MASS-WEIGHTING THE CHARACTERISTICS OF THE INDIVIDUAL MODEL
643!...LAYERS...
644!
645!cdir novector
646           DO NK=LC,KPBL
647             TMIX=TMIX+DP(NK)*T0(NK)
648             QMIX=QMIX+DP(NK)*Q0(NK)
649             ZMIX=ZMIX+DP(NK)*Z0(NK)
650             PMIX=PMIX+DP(NK)*P0(NK)
651           ENDDO   
652!         THMIX=THMIX/DPTHMX
653          TMIX=TMIX/DPTHMX
654          QMIX=QMIX/DPTHMX
655          ZMIX=ZMIX/DPTHMX
656          PMIX=PMIX/DPTHMX
657          EMIX=QMIX*PMIX/(0.622+QMIX)
658!
659!...FIND THE TEMPERATURE OF THE MIXTURE AT ITS LCL...
660!
661!        TLOG=ALOG(EMIX/ALIQ)
662! ...calculate dewpoint using lookup table...
663!
664          astrt=1.e-3
665          ainc=0.075
666          a1=emix/aliq
667          tp=(a1-astrt)/ainc
668          indlu=int(tp)+1
669          value=(indlu-1)*ainc+astrt
670          aintrp=(a1-value)/ainc
671          tlog=aintrp*alu(indlu+1)+(1-aintrp)*alu(indlu)
672          TDPT=(CLIQ-DLIQ*TLOG)/(BLIQ-TLOG)
673          TLCL=TDPT-(.212+1.571E-3*(TDPT-T00)-4.36E-4*(TMIX-T00))*(TMIX-TDPT)
674          TLCL=AMIN1(TLCL,TMIX)
675          TVLCL=TLCL*(1.+0.608*QMIX)
676          ZLCL = ZMIX+(TLCL-TMIX)/GDRY
677          NK = LC-1
678          DO
679            NK = NK+1
680            KLCL=NK
681            IF(ZLCL.LE.Z0(NK) .or. NK.GT.KL)THEN
682              EXIT
683            ENDIF
684          ENDDO   
685          IF(NK.GT.KL)THEN
686            RETURN 
687          ENDIF
688          K=KLCL-1
689          DLP=(ZLCL-Z0(K))/(Z0(KLCL)-Z0(K))
690!     
691!...ESTIMATE ENVIRONMENTAL TEMPERATURE AND MIXING RATIO AT THE LCL...
692!     
693          TENV=T0(K)+(T0(KLCL)-T0(K))*DLP
694          QENV=Q0(K)+(Q0(KLCL)-Q0(K))*DLP
695          TVEN=TENV*(1.+0.608*QENV)
696!     
697!...CHECK TO SEE IF CLOUD IS BUOYANT USING FRITSCH-CHAPPELL TRIGGER
698!...FUNCTION DESCRIBED IN KAIN AND FRITSCH (1992)...W0 IS AN
699!...APROXIMATE VALUE FOR THE RUNNING-MEAN GRID-SCALE VERTICAL
700!...VELOCITY, WHICH GIVES SMOOTHER FIELDS OF CONVECTIVE INITIATION
701!...THAN THE INSTANTANEOUS VALUE...FORMULA RELATING TEMPERATURE
702!...PERTURBATION TO VERTICAL VELOCITY HAS BEEN USED WITH THE MOST
703!...SUCCESS AT GRID LENGTHS NEAR 25 km.  FOR DIFFERENT GRID-LENGTHS,
704!...ADJUST VERTICAL VELOCITY TO EQUIVALENT VALUE FOR 25 KM GRID
705!...LENGTH, ASSUMING LINEAR DEPENDENCE OF W ON GRID LENGTH...
706!     
707          IF(ZLCL.LT.2.E3)THEN
708            WKLCL=0.02*ZLCL/2.E3
709          ELSE
710            WKLCL=0.02
711          ENDIF
712          WKL=(W0AVG1D(K)+(W0AVG1D(KLCL)-W0AVG1D(K))*DLP)*DX/25.E3-WKLCL
713          IF(WKL.LT.0.0001)THEN
714            DTLCL=0.
715          ELSE
716            DTLCL=4.64*WKL**0.33
717          ENDIF
718!
719!...for ETA model, give parcel an extra temperature perturbation based
720!...the threshold RH for condensation (U00)...
721!
722!...for now, just assume U00=0.75...
723!...!!!!!! for MM5, SET DTRH = 0. !!!!!!!!
724!         U00 = 0.75
725!         IF(U00.lt.1.)THEN
726!           QSLCL=QES(K)+(QES(KLCL)-QES(K))*DLP
727!           RHLCL = QENV/QSLCL
728!           DQSSDT = QMIX*(CLIQ-BLIQ*DLIQ)/((TLCL-DLIQ)*(TLCL-DLIQ))
729!           IF(RHLCL.ge.0.75 .and. RHLCL.le.0.95)then
730!             DTRH = 0.25*(RHLCL-0.75)*QMIX/DQSSDT
731!           ELSEIF(RHLCL.GT.0.95)THEN
732!             DTRH = (1./RHLCL-1.)*QMIX/DQSSDT
733!           ELSE
734               DTRH = 0.
735!           ENDIF
736!         ENDIF   
737!         IF(ISHALL.EQ.1)IPRNT=.TRUE.
738!         IPRNT=.TRUE.
739!         IF(TLCL+DTLCL.GT.TENV)GOTO 45
740!
741trigger:  IF(TLCL+DTLCL+DTRH.LT.TENV)THEN   
742!
743! Parcel not buoyant, CYCLE back to start of trigger and evaluate next potential USL...
744!
745            CYCLE usl
746!
747          ELSE                            ! Parcel is buoyant, determine updraft
748!     
749!...CONVECTIVE TRIGGERING CRITERIA HAS BEEN SATISFIED...COMPUTE
750!...EQUIVALENT POTENTIAL TEMPERATURE
751!...(THETEU) AND VERTICAL VELOCITY OF THE RISING PARCEL AT THE LCL...
752!     
753            CALL ENVIRTHT(PMIX,TMIX,QMIX,THETEU(K),ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ)
754!
755!...modify calculation of initial parcel vertical velocity...jsk 11/26/97
756!
757            DTTOT = DTLCL+DTRH
758            IF(DTTOT.GT.1.E-4)THEN
759              GDT=2.*G*DTTOT*500./TVEN
760              WLCL=1.+0.5*SQRT(GDT)
761              WLCL = AMIN1(WLCL,3.)
762            ELSE
763              WLCL=1.
764            ENDIF
765            PLCL=P0(K)+(P0(KLCL)-P0(K))*DLP
766            WTW=WLCL*WLCL
767!
768            TVLCL=TLCL*(1.+0.608*QMIX)
769            RHOLCL=PLCL/(R*TVLCL)
770!       
771            LCL=KLCL
772            LET=LCL
773! make RAD a function of background vertical velocity...
774            IF(WKL.LT.0.)THEN
775              RAD = 1000.
776            ELSEIF(WKL.GT.0.1)THEN
777              RAD = 2000.
778            ELSE
779              RAD = 1000.+1000*WKL/0.1
780            ENDIF
781!     
782!*******************************************************************
783!                                                                  *
784!                 COMPUTE UPDRAFT PROPERTIES                       *
785!                                                                  *
786!*******************************************************************
787!     
788!     
789!...
790!...ESTIMATE INITIAL UPDRAFT MASS FLUX (UMF(K))...
791!     
792            WU(K)=WLCL
793            AU0=0.01*DXSQ
794            UMF(K)=RHOLCL*AU0
795            VMFLCL=UMF(K)
796            UPOLD=VMFLCL
797            UPNEW=UPOLD
798!     
799!...RATIO2 IS THE DEGREE OF GLACIATION IN THE CLOUD (0 TO 1),
800!...UER IS THE ENVIR ENTRAINMENT RATE, ABE IS AVAILABLE
801!...BUOYANT ENERGY, TRPPT IS THE TOTAL RATE OF PRECIPITATION
802!...PRODUCTION...
803!     
804            RATIO2(K)=0.
805            UER(K)=0.
806            ABE=0.
807            TRPPT=0.
808            TU(K)=TLCL
809            TVU(K)=TVLCL
810            QU(K)=QMIX
811            EQFRC(K)=1.
812            QLIQ(K)=0.
813            QICE(K)=0.
814            QLQOUT(K)=0.
815            QICOUT(K)=0.
816            DETLQ(K)=0.
817            DETIC(K)=0.
818            PPTLIQ(K)=0.
819            PPTICE(K)=0.
820            IFLAG=0
821!     
822!...TTEMP IS USED DURING CALCULATION OF THE LINEAR GLACIATION
823!...PROCESS; IT IS INITIALLY SET TO THE TEMPERATURE AT WHICH
824!...FREEZING IS SPECIFIED TO BEGIN.  WITHIN THE GLACIATION
825!...INTERVAL, IT IS SET EQUAL TO THE UPDRAFT TEMP AT THE
826!...PREVIOUS MODEL LEVEL...
827!     
828            TTEMP=TTFRZ
829!     
830!...ENTER THE LOOP FOR UPDRAFT CALCULATIONS...CALCULATE UPDRAFT TEMP,
831!...MIXING RATIO, VERTICAL MASS FLUX, LATERAL DETRAINMENT OF MASS AND
832!...MOISTURE, PRECIPITATION RATES AT EACH MODEL LEVEL...
833!     
834!     
835            EE1=1.
836            UD1=0.
837            REI = 0.
838            DILBE = 0.
839updraft:    DO NK=K,KL-1
840              NK1=NK+1
841              RATIO2(NK1)=RATIO2(NK)
842              FRC1=0.
843              TU(NK1)=T0(NK1)
844              THETEU(NK1)=THETEU(NK)
845              QU(NK1)=QU(NK)
846              QLIQ(NK1)=QLIQ(NK)
847              QICE(NK1)=QICE(NK)
848              call tpmix2(p0(nk1),theteu(nk1),tu(nk1),qu(nk1),qliq(nk1),        &
849                     qice(nk1),qnewlq,qnewic,XLV1,XLV0)
850!
851!
852!...CHECK TO SEE IF UPDRAFT TEMP IS ABOVE THE TEMPERATURE AT WHICH
853!...GLACIATION IS ASSUMED TO INITIATE; IF IT IS, CALCULATE THE
854!...FRACTION OF REMAINING LIQUID WATER TO FREEZE...TTFRZ IS THE
855!...TEMP AT WHICH FREEZING BEGINS, TBFRZ THE TEMP BELOW WHICH ALL
856!...LIQUID WATER IS FROZEN AT EACH LEVEL...
857!
858              IF(TU(NK1).LE.TTFRZ)THEN
859                IF(TU(NK1).GT.TBFRZ)THEN
860                  IF(TTEMP.GT.TTFRZ)TTEMP=TTFRZ
861                  FRC1=(TTEMP-TU(NK1))/(TTEMP-TBFRZ)
862                ELSE
863                  FRC1=1.
864                  IFLAG=1
865                ENDIF
866                TTEMP=TU(NK1)
867!
868!  DETERMINE THE EFFECTS OF LIQUID WATER FREEZING WHEN TEMPERATURE
869!...IS BELOW TTFRZ...
870!
871                QFRZ = (QLIQ(NK1)+QNEWLQ)*FRC1
872                QNEWIC=QNEWIC+QNEWLQ*FRC1
873                QNEWLQ=QNEWLQ-QNEWLQ*FRC1
874                QICE(NK1) = QICE(NK1)+QLIQ(NK1)*FRC1
875                QLIQ(NK1) = QLIQ(NK1)-QLIQ(NK1)*FRC1
876                CALL DTFRZNEW(TU(NK1),P0(NK1),THETEU(NK1),QU(NK1),QFRZ,         &
877                          QICE(NK1),ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ)
878              ENDIF
879              TVU(NK1)=TU(NK1)*(1.+0.608*QU(NK1))
880!
881!  CALCULATE UPDRAFT VERTICAL VELOCITY AND PRECIPITATION FALLOUT...
882!
883              IF(NK.EQ.K)THEN
884                BE=(TVLCL+TVU(NK1))/(TVEN+TV0(NK1))-1.
885                BOTERM=2.*(Z0(NK1)-ZLCL)*G*BE/1.5
886                DZZ=Z0(NK1)-ZLCL
887              ELSE
888                BE=(TVU(NK)+TVU(NK1))/(TV0(NK)+TV0(NK1))-1.
889                BOTERM=2.*DZA(NK)*G*BE/1.5
890                DZZ=DZA(NK)
891              ENDIF
892              ENTERM=2.*REI*WTW/UPOLD
893
894              CALL CONDLOAD(QLIQ(NK1),QICE(NK1),WTW,DZZ,BOTERM,ENTERM,      &
895                        RATE,QNEWLQ,QNEWIC,QLQOUT(NK1),QICOUT(NK1),G)
896!
897!...IF VERT VELOCITY IS LESS THAN ZERO, EXIT THE UPDRAFT LOOP AND,
898!...IF CLOUD IS TALL ENOUGH, FINALIZE UPDRAFT CALCULATIONS...
899!
900              IF(WTW.LT.1.E-3)THEN
901                EXIT
902              ELSE
903                WU(NK1)=SQRT(WTW)
904              ENDIF
905!...Calculate value of THETA-E in environment to entrain into updraft...
906!
907              CALL ENVIRTHT(P0(NK1),T0(NK1),Q0(NK1),THETEE(NK1),ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ)
908!
909!...REI IS THE RATE OF ENVIRONMENTAL INFLOW...
910!
911              REI=VMFLCL*DP(NK1)*0.03/RAD
912              TVQU(NK1)=TU(NK1)*(1.+0.608*QU(NK1)-QLIQ(NK1)-QICE(NK1))
913              IF(NK.EQ.K)THEN
914                DILBE=((TVLCL+TVQU(NK1))/(TVEN+TV0(NK1))-1.)*DZZ
915              ELSE
916                DILBE=((TVQU(NK)+TVQU(NK1))/(TV0(NK)+TV0(NK1))-1.)*DZZ
917              ENDIF
918              IF(DILBE.GT.0.)ABE=ABE+DILBE*G
919!
920!...IF CLOUD PARCELS ARE VIRTUALLY COLDER THAN THE ENVIRONMENT, MINIMAL
921!...ENTRAINMENT (0.5*REI) IS IMPOSED...
922!
923              IF(TVQU(NK1).LE.TV0(NK1))THEN    ! Entrain/Detrain IF BLOCK
924                EE2=0.5
925                UD2=1.
926                EQFRC(NK1)=0.
927              ELSE
928                LET=NK1
929                TTMP=TVQU(NK1)
930!
931!...DETERMINE THE CRITICAL MIXED FRACTION OF UPDRAFT AND ENVIRONMENTAL AIR...
932!
933                F1=0.95
934                F2=1.-F1
935                THTTMP=F1*THETEE(NK1)+F2*THETEU(NK1)
936                QTMP=F1*Q0(NK1)+F2*QU(NK1)
937                TMPLIQ=F2*QLIQ(NK1)
938                TMPICE=F2*QICE(NK1)
939                call tpmix2(p0(nk1),thttmp,ttmp,qtmp,tmpliq,tmpice,        &
940                           qnewlq,qnewic,XLV1,XLV0)
941                TU95=TTMP*(1.+0.608*QTMP-TMPLIQ-TMPICE)
942                IF(TU95.GT.TV0(NK1))THEN
943                  EE2=1.
944                  UD2=0.
945                  EQFRC(NK1)=1.0
946                ELSE
947                  F1=0.10
948                  F2=1.-F1
949                  THTTMP=F1*THETEE(NK1)+F2*THETEU(NK1)
950                  QTMP=F1*Q0(NK1)+F2*QU(NK1)
951                  TMPLIQ=F2*QLIQ(NK1)
952                  TMPICE=F2*QICE(NK1)
953                  call tpmix2(p0(nk1),thttmp,ttmp,qtmp,tmpliq,tmpice,        &
954                               qnewlq,qnewic,XLV1,XLV0)
955                  TU10=TTMP*(1.+0.608*QTMP-TMPLIQ-TMPICE)
956                  TVDIFF = ABS(TU10-TVQU(NK1))
957                  IF(TVDIFF.LT.1.e-3)THEN
958                    EE2=1.
959                    UD2=0.
960                    EQFRC(NK1)=1.0
961                  ELSE
962                    EQFRC(NK1)=(TV0(NK1)-TVQU(NK1))*F1/(TU10-TVQU(NK1))
963                    EQFRC(NK1)=AMAX1(0.0,EQFRC(NK1))
964                    EQFRC(NK1)=AMIN1(1.0,EQFRC(NK1))
965                    IF(EQFRC(NK1).EQ.1)THEN
966                      EE2=1.
967                      UD2=0.
968                    ELSEIF(EQFRC(NK1).EQ.0.)THEN
969                      EE2=0.
970                      UD2=1.
971                    ELSE
972!
973!...SUBROUTINE PROF5 INTEGRATES OVER THE GAUSSIAN DIST TO DETERMINE THE
974!   FRACTIONAL ENTRAINMENT AND DETRAINMENT RATES...
975!
976                      CALL PROF5(EQFRC(NK1),EE2,UD2)
977                    ENDIF
978                  ENDIF
979                ENDIF
980              ENDIF                            ! End of Entrain/Detrain IF BLOCK
981!
982!
983!...NET ENTRAINMENT AND DETRAINMENT RATES ARE GIVEN BY THE AVERAGE FRACTIONAL
984!   VALUES IN THE LAYER...
985!
986              EE2 = AMAX1(EE2,0.5)
987              UD2 = 1.5*UD2
988              UER(NK1)=0.5*REI*(EE1+EE2)
989              UDR(NK1)=0.5*REI*(UD1+UD2)
990!
991!...IF THE CALCULATED UPDRAFT DETRAINMENT RATE IS GREATER THAN THE TOTAL
992!   UPDRAFT MASS FLUX, ALL CLOUD MASS DETRAINS, EXIT UPDRAFT CALCULATIONS...
993!
994              IF(UMF(NK)-UDR(NK1).LT.10.)THEN
995!
996!...IF THE CALCULATED DETRAINED MASS FLUX IS GREATER THAN THE TOTAL UPD MASS
997!   FLUX, IMPOSE TOTAL DETRAINMENT OF UPDRAFT MASS AT THE PREVIOUS MODEL LVL..
998!   First, correct ABE calculation if needed...
999!
1000                IF(DILBE.GT.0.)THEN
1001                  ABE=ABE-DILBE*G
1002                ENDIF
1003                LET=NK
1004!               WRITE(98,1015)P0(NK1)/100.
1005                EXIT
1006              ELSE
1007                EE1=EE2
1008                UD1=UD2
1009                UPOLD=UMF(NK)-UDR(NK1)
1010                UPNEW=UPOLD+UER(NK1)
1011                UMF(NK1)=UPNEW
1012                DILFRC(NK1) = UPNEW/UPOLD
1013!
1014!...DETLQ AND DETIC ARE THE RATES OF DETRAINMENT OF LIQUID AND
1015!...ICE IN THE DETRAINING UPDRAFT MASS...
1016!
1017                DETLQ(NK1)=QLIQ(NK1)*UDR(NK1)
1018                DETIC(NK1)=QICE(NK1)*UDR(NK1)
1019                QDT(NK1)=QU(NK1)
1020                QU(NK1)=(UPOLD*QU(NK1)+UER(NK1)*Q0(NK1))/UPNEW
1021                THETEU(NK1)=(THETEU(NK1)*UPOLD+THETEE(NK1)*UER(NK1))/UPNEW
1022                QLIQ(NK1)=QLIQ(NK1)*UPOLD/UPNEW
1023                QICE(NK1)=QICE(NK1)*UPOLD/UPNEW
1024!
1025!...PPTLIQ IS THE RATE OF GENERATION (FALLOUT) OF
1026!...LIQUID PRECIP AT A GIVEN MODEL LVL, PPTICE THE SAME FOR ICE,
1027!...TRPPT IS THE TOTAL RATE OF PRODUCTION OF PRECIP UP TO THE
1028!...CURRENT MODEL LEVEL...
1029!
1030                PPTLIQ(NK1)=QLQOUT(NK1)*UMF(NK)
1031                PPTICE(NK1)=QICOUT(NK1)*UMF(NK)
1032!
1033                TRPPT=TRPPT+PPTLIQ(NK1)+PPTICE(NK1)
1034                IF(NK1.LE.KPBL)UER(NK1)=UER(NK1)+VMFLCL*DP(NK1)/DPTHMX
1035              ENDIF
1036!
1037            END DO updraft
1038!
1039!...CHECK CLOUD DEPTH...IF CLOUD IS TALL ENOUGH, ESTIMATE THE EQUILIBRIU
1040!   TEMPERATURE LEVEL (LET) AND ADJUST MASS FLUX PROFILE AT CLOUD TOP SO
1041!   THAT MASS FLUX DECREASES TO ZERO AS A LINEAR FUNCTION OF PRESSURE BE
1042!   THE LET AND CLOUD TOP...
1043!     
1044!...LTOP IS THE MODEL LEVEL JUST BELOW THE LEVEL AT WHICH VERTICAL VELOC
1045!   FIRST BECOMES NEGATIVE...
1046!     
1047            LTOP=NK
1048            CLDHGT(LC)=Z0(LTOP)-ZLCL
1049!
1050!...Instead of using the same minimum cloud height (for deep convection)
1051!...everywhere, try specifying minimum cloud depth as a function of TLCL...
1052!
1053!
1054!
1055            IF(TLCL.GT.293.)THEN
1056              CHMIN = 4.E3
1057            ELSEIF(TLCL.LE.293. .and. TLCL.GE.273)THEN
1058              CHMIN = 2.E3 + 100.*(TLCL-273.)
1059            ELSEIF(TLCL.LT.273.)THEN
1060              CHMIN = 2.E3
1061            ENDIF
1062
1063!     
1064!...If cloud top height is less than the specified minimum for deep
1065!...convection, save value to consider this level as source for
1066!...shallow convection, go back up to check next level...
1067!     
1068!...Try specifying minimum cloud depth as a function of TLCL...
1069!
1070!
1071!...DO NOT ALLOW ANY CLOUD FROM THIS LAYER IF:
1072!
1073!...            1.) if there is no CAPE, or
1074!...            2.) cloud top is at model level just above LCL, or
1075!...            3.) cloud top is within updraft source layer, or
1076!...            4.) cloud-top detrainment layer begins within
1077!...                updraft source layer.
1078!
1079            IF(LTOP.LE.KLCL .or. LTOP.LE.KPBL .or. LET+1.LE.KPBL)THEN  ! No Convection Allowed
1080              CLDHGT(LC)=0.
1081              DO NK=K,LTOP
1082                UMF(NK)=0.
1083                UDR(NK)=0.
1084                UER(NK)=0.
1085                DETLQ(NK)=0.
1086                DETIC(NK)=0.
1087                PPTLIQ(NK)=0.
1088                PPTICE(NK)=0.
1089              ENDDO
1090!       
1091            ELSEIF(CLDHGT(LC).GT.CHMIN .and. ABE.GT.1)THEN      ! Deep Convection allowed
1092              ISHALL=0
1093              EXIT usl
1094            ELSE
1095!
1096!...TO DISALLOW SHALLOW CONVECTION, COMMENT OUT NEXT LINE !!!!!!!!
1097              ISHALL = 1
1098              IF(NU.EQ.NUCHM)THEN
1099                EXIT usl               ! Shallow Convection from this layer
1100              ELSE
1101! Remember this layer (by virtue of non-zero CLDHGT) as potential shallow-cloud layer
1102                DO NK=K,LTOP
1103                  UMF(NK)=0.
1104                  UDR(NK)=0.
1105                  UER(NK)=0.
1106                  DETLQ(NK)=0.
1107                  DETIC(NK)=0.
1108                  PPTLIQ(NK)=0.
1109                  PPTICE(NK)=0.
1110                ENDDO
1111              ENDIF
1112            ENDIF
1113          ENDIF trigger
1114        END DO usl
1115    IF(ISHALL.EQ.1)THEN
1116      KSTART=MAX0(KPBL,KLCL)
1117      LET=KSTART
1118    endif
1119!     
1120!...IF THE LET AND LTOP ARE THE SAME, DETRAIN ALL OF THE UPDRAFT MASS FL
1121!   THIS LEVEL...
1122!     
1123    IF(LET.EQ.LTOP)THEN
1124      UDR(LTOP)=UMF(LTOP)+UDR(LTOP)-UER(LTOP)
1125      DETLQ(LTOP)=QLIQ(LTOP)*UDR(LTOP)*UPNEW/UPOLD
1126      DETIC(LTOP)=QICE(LTOP)*UDR(LTOP)*UPNEW/UPOLD
1127      UER(LTOP)=0.
1128      UMF(LTOP)=0.
1129    ELSE
1130!     
1131!   BEGIN TOTAL DETRAINMENT AT THE LEVEL ABOVE THE LET...
1132!     
1133      DPTT=0.
1134      DO NJ=LET+1,LTOP
1135        DPTT=DPTT+DP(NJ)
1136      ENDDO
1137      DUMFDP=UMF(LET)/DPTT
1138!     
1139!...ADJUST MASS FLUX PROFILES, DETRAINMENT RATES, AND PRECIPITATION FALL
1140!   RATES TO REFLECT THE LINEAR DECREASE IN MASS FLX BETWEEN THE LET AND
1141!     
1142      DO NK=LET+1,LTOP
1143!
1144!...entrainment is allowed at every level except for LTOP, so disallow
1145!...entrainment at LTOP and adjust entrainment rates between LET and LTOP
1146!...so the the dilution factor due to entyrianment is not changed but
1147!...the actual entrainment rate will change due due forced total
1148!...detrainment in this layer...
1149!
1150        IF(NK.EQ.LTOP)THEN
1151          UDR(NK) = UMF(NK-1)
1152          UER(NK) = 0.
1153          DETLQ(NK) = UDR(NK)*QLIQ(NK)*DILFRC(NK)
1154          DETIC(NK) = UDR(NK)*QICE(NK)*DILFRC(NK)
1155        ELSE
1156          UMF(NK)=UMF(NK-1)-DP(NK)*DUMFDP
1157          UER(NK)=UMF(NK)*(1.-1./DILFRC(NK))
1158          UDR(NK)=UMF(NK-1)-UMF(NK)+UER(NK)
1159          DETLQ(NK)=UDR(NK)*QLIQ(NK)*DILFRC(NK)
1160          DETIC(NK)=UDR(NK)*QICE(NK)*DILFRC(NK)
1161        ENDIF
1162        IF(NK.GE.LET+2)THEN
1163          TRPPT=TRPPT-PPTLIQ(NK)-PPTICE(NK)
1164          PPTLIQ(NK)=UMF(NK-1)*QLQOUT(NK)
1165          PPTICE(NK)=UMF(NK-1)*QICOUT(NK)
1166          TRPPT=TRPPT+PPTLIQ(NK)+PPTICE(NK)
1167        ENDIF
1168      ENDDO
1169    ENDIF
1170!     
1171! Initialize some arrays below cloud base and above cloud top...
1172!
1173    DO NK=1,LTOP
1174      IF(T0(NK).GT.T00)ML=NK
1175    ENDDO
1176    DO NK=1,K
1177      IF(NK.GE.LC)THEN
1178        IF(NK.EQ.LC)THEN
1179          UMF(NK)=VMFLCL*DP(NK)/DPTHMX
1180          UER(NK)=VMFLCL*DP(NK)/DPTHMX
1181        ELSEIF(NK.LE.KPBL)THEN
1182          UER(NK)=VMFLCL*DP(NK)/DPTHMX
1183          UMF(NK)=UMF(NK-1)+UER(NK)
1184        ELSE
1185          UMF(NK)=VMFLCL
1186          UER(NK)=0.
1187        ENDIF
1188        TU(NK)=TMIX+(Z0(NK)-ZMIX)*GDRY
1189        QU(NK)=QMIX
1190        WU(NK)=WLCL
1191      ELSE
1192        TU(NK)=0.
1193        QU(NK)=0.
1194        UMF(NK)=0.
1195        WU(NK)=0.
1196        UER(NK)=0.
1197      ENDIF
1198      UDR(NK)=0.
1199      QDT(NK)=0.
1200      QLIQ(NK)=0.
1201      QICE(NK)=0.
1202      QLQOUT(NK)=0.
1203      QICOUT(NK)=0.
1204      PPTLIQ(NK)=0.
1205      PPTICE(NK)=0.
1206      DETLQ(NK)=0.
1207      DETIC(NK)=0.
1208      RATIO2(NK)=0.
1209      CALL ENVIRTHT(P0(NK),T0(NK),Q0(NK),THETEE(NK),ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ)
1210      EQFRC(NK)=1.0
1211    ENDDO
1212!     
1213      LTOP1=LTOP+1
1214      LTOPM1=LTOP-1
1215!     
1216!...DEFINE VARIABLES ABOVE CLOUD TOP...
1217!     
1218      DO NK=LTOP1,KX
1219        UMF(NK)=0.
1220        UDR(NK)=0.
1221        UER(NK)=0.
1222        QDT(NK)=0.
1223        QLIQ(NK)=0.
1224        QICE(NK)=0.
1225        QLQOUT(NK)=0.
1226        QICOUT(NK)=0.
1227        DETLQ(NK)=0.
1228        DETIC(NK)=0.
1229        PPTLIQ(NK)=0.
1230        PPTICE(NK)=0.
1231        IF(NK.GT.LTOP1)THEN
1232          TU(NK)=0.
1233          QU(NK)=0.
1234          WU(NK)=0.
1235        ENDIF
1236        THTA0(NK)=0.
1237        THTAU(NK)=0.
1238        EMS(NK)=0.
1239        EMSD(NK)=0.
1240        TG(NK)=T0(NK)
1241        QG(NK)=Q0(NK)
1242        QLG(NK)=0.
1243        QIG(NK)=0.
1244        QRG(NK)=0.
1245        QSG(NK)=0.
1246        OMG(NK)=0.
1247      ENDDO
1248        OMG(KX+1)=0.
1249        DO NK=1,LTOP
1250          EMS(NK)=DP(NK)*DXSQ/G
1251          EMSD(NK)=1./EMS(NK)
1252!     
1253!...INITIALIZE SOME VARIABLES TO BE USED LATER IN THE VERT ADVECTION SCH
1254!     
1255          EXN(NK)=(P00/P0(NK))**(0.2854*(1.-0.28*QDT(NK)))
1256          THTAU(NK)=TU(NK)*EXN(NK)
1257          EXN(NK)=(P00/P0(NK))**(0.2854*(1.-0.28*Q0(NK)))
1258          THTA0(NK)=T0(NK)*EXN(NK)
1259          DDILFRC(NK) = 1./DILFRC(NK)
1260          OMG(NK)=0.
1261        ENDDO
1262!     IF (XTIME.LT.10.)THEN
1263!      WRITE(98,1025)KLCL,ZLCL,DTLCL,LTOP,P0(LTOP),IFLAG,
1264!    * TMIX-T00,PMIX,QMIX,ABE
1265!      WRITE(98,1030)P0(LET)/100.,P0(LTOP)/100.,VMFLCL,PLCL/100.,
1266!    * WLCL,CLDHGT
1267!     ENDIF
1268!     
1269!...COMPUTE CONVECTIVE TIME SCALE(TIMEC). THE MEAN WIND AT THE LCL
1270!...AND MIDTROPOSPHERE IS USED.
1271!     
1272        WSPD(KLCL)=SQRT(U0(KLCL)*U0(KLCL)+V0(KLCL)*V0(KLCL))
1273        WSPD(L5)=SQRT(U0(L5)*U0(L5)+V0(L5)*V0(L5))
1274        WSPD(LTOP)=SQRT(U0(LTOP)*U0(LTOP)+V0(LTOP)*V0(LTOP))
1275        VCONV=.5*(WSPD(KLCL)+WSPD(L5))
1276!...for ETA model, DX is a function of location...
1277!       TIMEC=DX(I,J)/VCONV
1278        TIMEC=DX/VCONV
1279        TADVEC=TIMEC
1280        TIMEC=AMAX1(1800.,TIMEC)
1281        TIMEC=AMIN1(3600.,TIMEC)
1282        IF(ISHALL.EQ.1)TIMEC=2400.
1283        NIC=NINT(TIMEC/DT)
1284        TIMEC=FLOAT(NIC)*DT
1285!     
1286!...COMPUTE WIND SHEAR AND PRECIPITATION EFFICIENCY.
1287!     
1288        IF(WSPD(LTOP).GT.WSPD(KLCL))THEN
1289          SHSIGN=1.
1290        ELSE
1291          SHSIGN=-1.
1292        ENDIF
1293        VWS=(U0(LTOP)-U0(KLCL))*(U0(LTOP)-U0(KLCL))+(V0(LTOP)-V0(KLCL))*   &
1294            (V0(LTOP)-V0(KLCL))
1295        VWS=1.E3*SHSIGN*SQRT(VWS)/(Z0(LTOP)-Z0(LCL))
1296        PEF=1.591+VWS*(-.639+VWS*(9.53E-2-VWS*4.96E-3))
1297        PEF=AMAX1(PEF,.2)
1298        PEF=AMIN1(PEF,.9)
1299!     
1300!...PRECIPITATION EFFICIENCY IS A FUNCTION OF THE HEIGHT OF CLOUD BASE.
1301!     
1302        CBH=(ZLCL-Z0(1))*3.281E-3
1303        IF(CBH.LT.3.)THEN
1304          RCBH=.02
1305        ELSE
1306          RCBH=.96729352+CBH*(-.70034167+CBH*(.162179896+CBH*(-            &
1307               1.2569798E-2+CBH*(4.2772E-4-CBH*5.44E-6))))
1308        ENDIF
1309        IF(CBH.GT.25)RCBH=2.4
1310        PEFCBH=1./(1.+RCBH)
1311        PEFCBH=AMIN1(PEFCBH,.9)
1312!     
1313!... MEAN PEF. IS USED TO COMPUTE RAINFALL.
1314!     
1315        PEFF=.5*(PEF+PEFCBH)
1316        PEFF2 = PEFF                                ! JSK MODS
1317       IF(IPRNT)THEN 
1318         WRITE(98,1035)PEF,PEFCBH,LC,LET,WKL,VWS
1319!       call flush(98)   
1320       endif     
1321!        WRITE(98,1035)PEF,PEFCBH,LC,LET,WKL,VWS
1322!*****************************************************************
1323!                                                                *
1324!                  COMPUTE DOWNDRAFT PROPERTIES                  *
1325!                                                                *
1326!*****************************************************************
1327!     
1328!     
1329       TDER=0.
1330 devap:IF(ISHALL.EQ.1)THEN
1331         LFS = 1
1332       ELSE
1333!
1334!...start downdraft about 150 mb above cloud base...
1335!
1336!        KSTART=MAX0(KPBL,KLCL)
1337!        KSTART=KPBL                                  ! Changed 7/23/99
1338         KSTART=KPBL+1                                ! Changed 7/23/99
1339         KLFS = LET-1
1340         DO NK = KSTART+1,KL
1341           DPPP = P0(KSTART)-P0(NK)
1342!          IF(DPPP.GT.200.E2)THEN
1343           IF(DPPP.GT.150.E2)THEN
1344             KLFS = NK
1345             EXIT
1346           ENDIF
1347         ENDDO
1348         KLFS = MIN0(KLFS,LET-1)
1349         LFS = KLFS
1350!
1351!...if LFS is not at least 50 mb above cloud base (implying that the
1352!...level of equil temp, LET, is just above cloud base) do not allow a
1353!...downdraft...
1354!
1355        IF((P0(KSTART)-P0(LFS)).GT.50.E2)THEN
1356          THETED(LFS) = THETEE(LFS)
1357          QD(LFS) = Q0(LFS)
1358!
1359!...call tpmix2dd to find wet-bulb temp, qv...
1360!
1361          call tpmix2dd(p0(lfs),theted(lfs),tz(lfs),qss,i,j)
1362          THTAD(LFS)=TZ(LFS)*(P00/P0(LFS))**(0.2854*(1.-0.28*QSS))
1363!     
1364!...TAKE A FIRST GUESS AT THE INITIAL DOWNDRAFT MASS FLUX...
1365!     
1366          TVD(LFS)=TZ(LFS)*(1.+0.608*QSS)
1367          RDD=P0(LFS)/(R*TVD(LFS))
1368          A1=(1.-PEFF)*AU0
1369          DMF(LFS)=-A1*RDD
1370          DER(LFS)=DMF(LFS)
1371          DDR(LFS)=0.
1372          RHBAR = RH(LFS)*DP(LFS)
1373          DPTT = DP(LFS)
1374          DO ND = LFS-1,KSTART,-1
1375            ND1 = ND+1
1376            DER(ND)=DER(LFS)*EMS(ND)/EMS(LFS)
1377            DDR(ND)=0.
1378            DMF(ND)=DMF(ND1)+DER(ND)
1379            THETED(ND)=(THETED(ND1)*DMF(ND1)+THETEE(ND)*DER(ND))/DMF(ND)
1380            QD(ND)=(QD(ND1)*DMF(ND1)+Q0(ND)*DER(ND))/DMF(ND)   
1381            DPTT = DPTT+DP(ND)
1382            RHBAR = RHBAR+RH(ND)*DP(ND)
1383          ENDDO
1384          RHBAR = RHBAR/DPTT
1385          DMFFRC = 2.*(1.-RHBAR)
1386          DPDD = 0.
1387!...Calculate melting effect
1388!... first, compute total frozen precipitation generated...
1389!
1390          pptmlt = 0.
1391          DO NK = KLCL,LTOP
1392            PPTMLT = PPTMLT+PPTICE(NK)
1393          ENDDO
1394          if(lc.lt.ml)then
1395!...For now, calculate melting effect as if DMF = -UMF at KLCL, i.e., as
1396!...if DMFFRC=1.  Otherwise, for small DMFFRC, DTMELT gets too large!
1397!...12/14/98 jsk...
1398            DTMELT = RLF*PPTMLT/(CP*UMF(KLCL))
1399          else
1400            DTMELT = 0.
1401          endif
1402          LDT = MIN0(LFS-1,KSTART-1)
1403!
1404          call tpmix2dd(p0(kstart),theted(kstart),tz(kstart),qss,i,j)
1405!
1406          tz(kstart) = tz(kstart)-dtmelt
1407          ES=ALIQ*EXP((BLIQ*TZ(KSTART)-CLIQ)/(TZ(KSTART)-DLIQ))
1408          QSS=0.622*ES/(P0(KSTART)-ES)
1409          THETED(KSTART)=TZ(KSTART)*(1.E5/P0(KSTART))**(0.2854*(1.-0.28*QSS))*    &
1410                EXP((3374.6525/TZ(KSTART)-2.5403)*QSS*(1.+0.81*QSS))
1411!.... 
1412          LDT = MIN0(LFS-1,KSTART-1)
1413          DO ND = LDT,1,-1
1414            DPDD = DPDD+DP(ND)
1415            THETED(ND) = THETED(KSTART)
1416            QD(ND)     = QD(KSTART)       
1417!
1418!...call tpmix2dd to find wet bulb temp, saturation mixing ratio...
1419!
1420            call tpmix2dd(p0(nd),theted(nd),tz(nd),qss,i,j)
1421            qsd(nd) = qss
1422!
1423!...specify RH decrease of 20%/km in downdraft...
1424!
1425            RHH = 1.-0.2/1000.*(Z0(KSTART)-Z0(ND))
1426!
1427!...adjust downdraft TEMP, Q to specified RH:
1428!
1429            IF(RHH.LT.1.)THEN
1430              DSSDT=(CLIQ-BLIQ*DLIQ)/((TZ(ND)-DLIQ)*(TZ(ND)-DLIQ))
1431              RL=XLV0-XLV1*TZ(ND)
1432              DTMP=RL*QSS*(1.-RHH)/(CP+RL*RHH*QSS*DSSDT)
1433              T1RH=TZ(ND)+DTMP
1434              ES=RHH*ALIQ*EXP((BLIQ*T1RH-CLIQ)/(T1RH-DLIQ))
1435              QSRH=0.622*ES/(P0(ND)-ES)
1436!
1437!...CHECK TO SEE IF MIXING RATIO AT SPECIFIED RH IS LESS THAN ACTUAL
1438!...MIXING RATIO...IF SO, ADJUST TO GIVE ZERO EVAPORATION...
1439!
1440              IF(QSRH.LT.QD(ND))THEN
1441                QSRH=QD(ND)
1442                T1RH=TZ(ND)+(QSS-QSRH)*RL/CP
1443              ENDIF
1444              TZ(ND)=T1RH
1445              QSS=QSRH
1446              QSD(ND) = QSS
1447            ENDIF         
1448            TVD(nd) = tz(nd)*(1.+0.608*qsd(nd))
1449            IF(TVD(ND).GT.TV0(ND).OR.ND.EQ.1)THEN
1450              LDB=ND
1451              EXIT
1452            ENDIF
1453          ENDDO
1454          IF((P0(LDB)-P0(LFS)) .gt. 50.E2)THEN   ! minimum Downdraft depth!
1455            DO ND=LDT,LDB,-1
1456              ND1 = ND+1
1457              DDR(ND) = -DMF(KSTART)*DP(ND)/DPDD
1458              DER(ND) = 0.
1459              DMF(ND) = DMF(ND1)+DDR(ND)
1460              TDER=TDER+(QSD(nd)-QD(ND))*DDR(ND)
1461              QD(ND)=QSD(nd)
1462              THTAD(ND)=TZ(ND)*(P00/P0(ND))**(0.2854*(1.-0.28*QD(ND)))
1463            ENDDO
1464          ENDIF
1465        ENDIF
1466      ENDIF devap
1467!
1468!...IF DOWNDRAFT DOES NOT EVAPORATE ANY WATER FOR SPECIFIED RELATIVE
1469!...HUMIDITY, NO DOWNDRAFT IS ALLOWED...
1470!
1471d_mf:   IF(TDER.LT.1.)THEN
1472!           WRITE(98,3004)I,J
1473!3004       FORMAT(' ','No Downdraft!;  I=',I3,2X,'J=',I3,'ISHALL =',I2)
1474          PPTFLX=TRPPT
1475          CPR=TRPPT
1476          TDER=0.
1477          CNDTNF=0.
1478          UPDINC=1.
1479          LDB=LFS
1480          DO NDK=1,LTOP
1481            DMF(NDK)=0.
1482            DER(NDK)=0.
1483            DDR(NDK)=0.
1484            THTAD(NDK)=0.
1485            WD(NDK)=0.
1486            TZ(NDK)=0.
1487            QD(NDK)=0.
1488          ENDDO
1489          AINCM2=100.
1490        ELSE
1491          DDINC = -DMFFRC*UMF(KLCL)/DMF(KSTART)
1492          UPDINC=1.
1493          IF(TDER*DDINC.GT.TRPPT)THEN
1494            DDINC = TRPPT/TDER
1495          ENDIF
1496          TDER = TDER*DDINC
1497          DO NK=LDB,LFS
1498            DMF(NK)=DMF(NK)*DDINC
1499            DER(NK)=DER(NK)*DDINC
1500            DDR(NK)=DDR(NK)*DDINC
1501          ENDDO
1502         CPR=TRPPT
1503         PPTFLX = TRPPT-TDER
1504         PEFF=PPTFLX/TRPPT
1505         IF(IPRNT)THEN
1506           write(98,*)'PRECIP EFFICIENCY =',PEFF
1507!          call flush(98)   
1508         ENDIF
1509!
1510!
1511!...ADJUST UPDRAFT MASS FLUX, MASS DETRAINMENT RATE, AND LIQUID WATER AN
1512!   DETRAINMENT RATES TO BE CONSISTENT WITH THE TRANSFER OF THE ESTIMATE
1513!   FROM THE UPDRAFT TO THE DOWNDRAFT AT THE LFS...
1514!     
1515!         DO NK=LC,LFS
1516!           UMF(NK)=UMF(NK)*UPDINC
1517!           UDR(NK)=UDR(NK)*UPDINC
1518!           UER(NK)=UER(NK)*UPDINC
1519!           PPTLIQ(NK)=PPTLIQ(NK)*UPDINC
1520!           PPTICE(NK)=PPTICE(NK)*UPDINC
1521!           DETLQ(NK)=DETLQ(NK)*UPDINC
1522!           DETIC(NK)=DETIC(NK)*UPDINC
1523!         ENDDO
1524!     
1525!...ZERO OUT THE ARRAYS FOR DOWNDRAFT DATA AT LEVELS ABOVE AND BELOW THE
1526!...DOWNDRAFT...
1527!     
1528         IF(LDB.GT.1)THEN
1529           DO NK=1,LDB-1
1530             DMF(NK)=0.
1531             DER(NK)=0.
1532             DDR(NK)=0.
1533             WD(NK)=0.
1534             TZ(NK)=0.
1535             QD(NK)=0.
1536             THTAD(NK)=0.
1537           ENDDO
1538         ENDIF
1539         DO NK=LFS+1,KX
1540           DMF(NK)=0.
1541           DER(NK)=0.
1542           DDR(NK)=0.
1543           WD(NK)=0.
1544           TZ(NK)=0.
1545           QD(NK)=0.
1546           THTAD(NK)=0.
1547         ENDDO
1548         DO NK=LDT+1,LFS-1
1549           TZ(NK)=0.
1550           QD(NK)=0.
1551           THTAD(NK)=0.
1552         ENDDO
1553       ENDIF d_mf
1554!
1555!...SET LIMITS ON THE UPDRAFT AND DOWNDRAFT MASS FLUXES SO THAT THE INFL
1556!   INTO CONVECTIVE DRAFTS FROM A GIVEN LAYER IS NO MORE THAN IS AVAILAB
1557!   IN THAT LAYER INITIALLY...
1558!     
1559       AINCMX=1000.
1560       LMAX=MAX0(KLCL,LFS)
1561       DO NK=LC,LMAX
1562         IF((UER(NK)-DER(NK)).GT.1.e-3)THEN
1563           AINCM1=EMS(NK)/((UER(NK)-DER(NK))*TIMEC)
1564           AINCMX=AMIN1(AINCMX,AINCM1)
1565         ENDIF
1566       ENDDO
1567       AINC=1.
1568       IF(AINCMX.LT.AINC)AINC=AINCMX
1569!     
1570!...SAVE THE RELEVENT VARIABLES FOR A UNIT UPDRAFT AND DOWNDRAFT...THEY WILL
1571!...BE ITERATIVELY ADJUSTED BY THE FACTOR AINC TO SATISFY THE STABILIZATION
1572!...CLOSURE...
1573!     
1574       TDER2=TDER
1575       PPTFL2=PPTFLX
1576       DO NK=1,LTOP
1577         DETLQ2(NK)=DETLQ(NK)
1578         DETIC2(NK)=DETIC(NK)
1579         UDR2(NK)=UDR(NK)
1580         UER2(NK)=UER(NK)
1581         DDR2(NK)=DDR(NK)
1582         DER2(NK)=DER(NK)
1583         UMF2(NK)=UMF(NK)
1584         DMF2(NK)=DMF(NK)
1585       ENDDO
1586       FABE=1.
1587       STAB=0.95
1588       NOITR=0
1589       ISTOP=0
1590!
1591        IF(ISHALL.EQ.1)THEN                              ! First for shallow convection
1592!
1593! No iteration for shallow convection; if turbulent kinetic energy (TKE) is available
1594! from a turbulence parameterization, scale cloud-base updraft mass flux as a function
1595! of TKE, but for now, just specify shallow-cloud mass flux using TKEMAX = 5...
1596!
1597!...find the maximum TKE value between LC and KLCL...
1598!         TKEMAX = 0.
1599          TKEMAX = 5.
1600!          DO 173 K = LC,KLCL
1601!            NK = KX-K+1
1602!            TKEMAX = AMAX1(TKEMAX,Q2(I,J,NK))
1603! 173      CONTINUE
1604!          TKEMAX = AMIN1(TKEMAX,10.)
1605!          TKEMAX = AMAX1(TKEMAX,5.)
1606!c         TKEMAX = 10.
1607!c...3_24_99...DPMIN was changed for shallow convection so that it is the
1608!c...          the same as for deep convection (5.E3).  Since this doubles
1609!c...          (roughly) the value of DPTHMX, add a factor of 0.5 to calcu-
1610!c...          lation of EVAC...
1611!c         EVAC  = TKEMAX*0.1
1612          EVAC  = 0.5*TKEMAX*0.1
1613!         AINC = 0.1*DPTHMX*DXIJ*DXIJ/(VMFLCL*G*TIMEC)
1614!          AINC = EVAC*DPTHMX*DX(I,J)*DX(I,J)/(VMFLCL*G*TIMEC)
1615          AINC = EVAC*DPTHMX*DXSQ/(VMFLCL*G*TIMEC)
1616          TDER=TDER2*AINC
1617          PPTFLX=PPTFL2*AINC
1618          DO NK=1,LTOP
1619            UMF(NK)=UMF2(NK)*AINC
1620            DMF(NK)=DMF2(NK)*AINC
1621            DETLQ(NK)=DETLQ2(NK)*AINC
1622            DETIC(NK)=DETIC2(NK)*AINC
1623            UDR(NK)=UDR2(NK)*AINC
1624            UER(NK)=UER2(NK)*AINC
1625            DER(NK)=DER2(NK)*AINC
1626            DDR(NK)=DDR2(NK)*AINC
1627          ENDDO
1628        ENDIF                                           ! Otherwise for deep convection
1629! use iterative procedure to find mass fluxes...
1630iter:     DO NCOUNT=1,10
1631!     
1632!*****************************************************************
1633!                                                                *
1634!           COMPUTE PROPERTIES FOR COMPENSATIONAL SUBSIDENCE     *
1635!                                                                *
1636!*****************************************************************
1637!     
1638!...DETERMINE OMEGA VALUE NECESSARY AT TOP AND BOTTOM OF EACH LAYER TO
1639!...SATISFY MASS CONTINUITY...
1640!     
1641            DTT=TIMEC
1642            DO NK=1,LTOP
1643              DOMGDP(NK)=-(UER(NK)-DER(NK)-UDR(NK)-DDR(NK))*EMSD(NK)
1644              IF(NK.GT.1)THEN
1645                OMG(NK)=OMG(NK-1)-DP(NK-1)*DOMGDP(NK-1)
1646                ABSOMG = ABS(OMG(NK))
1647                ABSOMGTC = ABSOMG*TIMEC
1648                FRDP = 0.75*DP(NK-1)
1649                IF(ABSOMGTC.GT.FRDP)THEN
1650                  DTT1 = FRDP/ABSOMG
1651                  DTT=AMIN1(DTT,DTT1)
1652                ENDIF
1653              ENDIF
1654            ENDDO
1655            DO NK=1,LTOP
1656              THPA(NK)=THTA0(NK)
1657              QPA(NK)=Q0(NK)
1658              NSTEP=NINT(TIMEC/DTT+1)
1659              DTIME=TIMEC/FLOAT(NSTEP)
1660              FXM(NK)=OMG(NK)*DXSQ/G
1661            ENDDO
1662!     
1663!...DO AN UPSTREAM/FORWARD-IN-TIME ADVECTION OF THETA, QV...
1664!     
1665        DO NTC=1,NSTEP
1666!     
1667!...ASSIGN THETA AND Q VALUES AT THE TOP AND BOTTOM OF EACH LAYER BASED
1668!...SIGN OF OMEGA...
1669!     
1670            DO  NK=1,LTOP
1671              THFXIN(NK)=0.
1672              THFXOUT(NK)=0.
1673              QFXIN(NK)=0.
1674              QFXOUT(NK)=0.
1675            ENDDO
1676            DO NK=2,LTOP
1677              IF(OMG(NK).LE.0.)THEN
1678                THFXIN(NK)=-FXM(NK)*THPA(NK-1)
1679                QFXIN(NK)=-FXM(NK)*QPA(NK-1)
1680                THFXOUT(NK-1)=THFXOUT(NK-1)+THFXIN(NK)
1681                QFXOUT(NK-1)=QFXOUT(NK-1)+QFXIN(NK)
1682              ELSE
1683                THFXOUT(NK)=FXM(NK)*THPA(NK)
1684                QFXOUT(NK)=FXM(NK)*QPA(NK)
1685                THFXIN(NK-1)=THFXIN(NK-1)+THFXOUT(NK)
1686                QFXIN(NK-1)=QFXIN(NK-1)+QFXOUT(NK)
1687              ENDIF
1688            ENDDO
1689!     
1690!...UPDATE THE THETA AND QV VALUES AT EACH LEVEL...
1691!     
1692            DO NK=1,LTOP
1693              THPA(NK)=THPA(NK)+(THFXIN(NK)+UDR(NK)*THTAU(NK)+DDR(NK)*      &
1694                       THTAD(NK)-THFXOUT(NK)-(UER(NK)-DER(NK))*THTA0(NK))*  &
1695                       DTIME*EMSD(NK)
1696              QPA(NK)=QPA(NK)+(QFXIN(NK)+UDR(NK)*QDT(NK)+DDR(NK)*QD(NK)-    &
1697                      QFXOUT(NK)-(UER(NK)-DER(NK))*Q0(NK))*DTIME*EMSD(NK)
1698            ENDDO   
1699          ENDDO   
1700          DO NK=1,LTOP
1701            THTAG(NK)=THPA(NK)
1702            QG(NK)=QPA(NK)
1703          ENDDO
1704!     
1705!...CHECK TO SEE IF MIXING RATIO DIPS BELOW ZERO ANYWHERE;  IF SO, BORRO
1706!...MOISTURE FROM ADJACENT LAYERS TO BRING IT BACK UP ABOVE ZERO...
1707!     
1708        DO NK=1,LTOP
1709          IF(QG(NK).LT.0.)THEN
1710            IF(NK.EQ.1)THEN                             ! JSK MODS
1711!              PRINT *,' PROBLEM WITH KF SCHEME:  ' ! JSK MODS
1712!              PRINT *,'QG = 0 AT THE SURFACE!!!!!!!'    ! JSK MODS
1713              CALL wrf_error_fatal ( 'QG, QG(NK).LT.0') ! JSK MODS
1714            ENDIF                                       ! JSK MODS
1715            NK1=NK+1
1716            IF(NK.EQ.LTOP)THEN
1717              NK1=KLCL
1718            ENDIF
1719            TMA=QG(NK1)*EMS(NK1)
1720            TMB=QG(NK-1)*EMS(NK-1)
1721            TMM=(QG(NK)-1.E-9)*EMS(NK  )
1722            BCOEFF=-TMM/((TMA*TMA)/TMB+TMB)
1723            ACOEFF=BCOEFF*TMA/TMB
1724            TMB=TMB*(1.-BCOEFF)
1725            TMA=TMA*(1.-ACOEFF)
1726            IF(NK.EQ.LTOP)THEN
1727              QVDIFF=(QG(NK1)-TMA*EMSD(NK1))*100./QG(NK1)
1728!              IF(ABS(QVDIFF).GT.1.)THEN
1729!             PRINT *,'!!!WARNING!!! CLOUD BASE WATER VAPOR CHANGES BY ',     &
1730!                      QVDIFF,                                                &
1731!                     '% WHEN MOISTURE IS BORROWED TO PREVENT NEGATIVE ',     &
1732!                     'VALUES IN KAIN-FRITSCH'
1733!              ENDIF
1734            ENDIF
1735            QG(NK)=1.E-9
1736            QG(NK1)=TMA*EMSD(NK1)
1737            QG(NK-1)=TMB*EMSD(NK-1)
1738          ENDIF
1739        ENDDO
1740        TOPOMG=(UDR(LTOP)-UER(LTOP))*DP(LTOP)*EMSD(LTOP)
1741        IF(ABS(TOPOMG-OMG(LTOP)).GT.1.E-3)THEN
1742!       WRITE(99,*)'ERROR:  MASS DOES NOT BALANCE IN KF SCHEME;            &
1743!      TOPOMG, OMG =',TOPOMG,OMG(LTOP)
1744!      TOPOMG, OMG =',TOPOMG,OMG(LTOP)
1745          ISTOP=1
1746          IPRNT=.TRUE.
1747          EXIT iter
1748        ENDIF
1749!     
1750!...CONVERT THETA TO T...
1751!     
1752        DO NK=1,LTOP
1753          EXN(NK)=(P00/P0(NK))**(0.2854*(1.-0.28*QG(NK)))
1754          TG(NK)=THTAG(NK)/EXN(NK)
1755          TVG(NK)=TG(NK)*(1.+0.608*QG(NK))
1756        ENDDO
1757        IF(ISHALL.EQ.1)THEN
1758          EXIT iter
1759        ENDIF
1760!     
1761!*******************************************************************
1762!                                                                  *
1763!     COMPUTE NEW CLOUD AND CHANGE IN AVAILABLE BUOYANT ENERGY.    *
1764!                                                                  *
1765!*******************************************************************
1766!     
1767!...THE FOLLOWING COMPUTATIONS ARE SIMILAR TO THAT FOR UPDRAFT
1768!     
1769!        THMIX=0.
1770          TMIX=0.
1771          QMIX=0.
1772!
1773!...FIND THE THERMODYNAMIC CHARACTERISTICS OF THE LAYER BY
1774!...MASS-WEIGHTING THE CHARACTERISTICS OF THE INDIVIDUAL MODEL
1775!...LAYERS...
1776!
1777          DO NK=LC,KPBL
1778            TMIX=TMIX+DP(NK)*TG(NK)
1779            QMIX=QMIX+DP(NK)*QG(NK) 
1780          ENDDO
1781          TMIX=TMIX/DPTHMX
1782          QMIX=QMIX/DPTHMX
1783          ES=ALIQ*EXP((TMIX*BLIQ-CLIQ)/(TMIX-DLIQ))
1784          QSS=0.622*ES/(PMIX-ES)
1785!     
1786!...REMOVE SUPERSATURATION FOR DIAGNOSTIC PURPOSES, IF NECESSARY...
1787!     
1788          IF(QMIX.GT.QSS)THEN
1789            RL=XLV0-XLV1*TMIX
1790            CPM=CP*(1.+0.887*QMIX)
1791            DSSDT=QSS*(CLIQ-BLIQ*DLIQ)/((TMIX-DLIQ)*(TMIX-DLIQ))
1792            DQ=(QMIX-QSS)/(1.+RL*DSSDT/CPM)
1793            TMIX=TMIX+RL/CP*DQ
1794            QMIX=QMIX-DQ
1795            TLCL=TMIX
1796          ELSE
1797            QMIX=AMAX1(QMIX,0.)
1798            EMIX=QMIX*PMIX/(0.622+QMIX)
1799            astrt=1.e-3
1800            binc=0.075
1801            a1=emix/aliq
1802            tp=(a1-astrt)/binc
1803            indlu=int(tp)+1
1804            value=(indlu-1)*binc+astrt
1805            aintrp=(a1-value)/binc
1806            tlog=aintrp*alu(indlu+1)+(1-aintrp)*alu(indlu)
1807            TDPT=(CLIQ-DLIQ*TLOG)/(BLIQ-TLOG)
1808            TLCL=TDPT-(.212+1.571E-3*(TDPT-T00)-4.36E-4*(TMIX-T00))*(TMIX-TDPT)
1809            TLCL=AMIN1(TLCL,TMIX)
1810          ENDIF
1811          TVLCL=TLCL*(1.+0.608*QMIX)
1812          ZLCL = ZMIX+(TLCL-TMIX)/GDRY
1813          DO NK = LC,KL
1814            KLCL=NK
1815            IF(ZLCL.LE.Z0(NK))THEN
1816              EXIT
1817            ENDIF
1818          ENDDO
1819          K=KLCL-1
1820          DLP=(ZLCL-Z0(K))/(Z0(KLCL)-Z0(K))
1821!     
1822!...ESTIMATE ENVIRONMENTAL TEMPERATURE AND MIXING RATIO AT THE LCL...
1823!     
1824          TENV=TG(K)+(TG(KLCL)-TG(K))*DLP
1825          QENV=QG(K)+(QG(KLCL)-QG(K))*DLP
1826          TVEN=TENV*(1.+0.608*QENV)
1827          PLCL=P0(K)+(P0(KLCL)-P0(K))*DLP
1828          THETEU(K)=TMIX*(1.E5/PMIX)**(0.2854*(1.-0.28*QMIX))*             &
1829                  EXP((3374.6525/TLCL-2.5403)*QMIX*(1.+0.81*QMIX))
1830!     
1831!...COMPUTE ADJUSTED ABE(ABEG).
1832!     
1833          ABEG=0.
1834          DO NK=K,LTOPM1
1835            NK1=NK+1
1836            THETEU(NK1) = THETEU(NK)
1837!
1838            call tpmix2dd(p0(nk1),theteu(nk1),tgu(nk1),qgu(nk1),i,j)
1839!
1840            TVQU(NK1)=TGU(NK1)*(1.+0.608*QGU(NK1)-QLIQ(NK1)-QICE(NK1))
1841            IF(NK.EQ.K)THEN
1842              DZZ=Z0(KLCL)-ZLCL
1843              DILBE=((TVLCL+TVQU(NK1))/(TVEN+TVG(NK1))-1.)*DZZ
1844            ELSE
1845              DZZ=DZA(NK)
1846              DILBE=((TVQU(NK)+TVQU(NK1))/(TVG(NK)+TVG(NK1))-1.)*DZZ
1847            ENDIF
1848            IF(DILBE.GT.0.)ABEG=ABEG+DILBE*G
1849!
1850!...DILUTE BY ENTRAINMENT BY THE RATE AS ORIGINAL UPDRAFT...
1851!
1852            CALL ENVIRTHT(P0(NK1),TG(NK1),QG(NK1),THTEEG(NK1),ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ)
1853            THETEU(NK1)=THETEU(NK1)*DDILFRC(NK1)+THTEEG(NK1)*(1.-DDILFRC(NK1))
1854          ENDDO
1855!     
1856!...ASSUME AT LEAST 90% OF CAPE (ABE) IS REMOVED BY CONVECTION DURING
1857!...THE PERIOD TIMEC...
1858!     
1859          IF(NOITR.EQ.1)THEN
1860!         write(98,*)' '
1861!         write(98,*)'TAU, I, J, =',NTSD,I,J
1862!         WRITE(98,1060)FABE
1863!          GOTO 265
1864          EXIT iter
1865          ENDIF
1866          DABE=AMAX1(ABE-ABEG,0.1*ABE)
1867          FABE=ABEG/ABE
1868          IF(FABE.GT.1. .and. ISHALL.EQ.0)THEN
1869!          WRITE(98,*)'UPDRAFT/DOWNDRAFT COUPLET INCREASES CAPE AT THIS
1870!     *GRID POINT; NO CONVECTION ALLOWED!'
1871            RETURN 
1872          ENDIF
1873          IF(NCOUNT.NE.1)THEN
1874            IF(ABS(AINC-AINCOLD).LT.0.0001)THEN
1875              NOITR=1
1876              AINC=AINCOLD
1877              CYCLE iter
1878            ENDIF
1879            DFDA=(FABE-FABEOLD)/(AINC-AINCOLD)
1880            IF(DFDA.GT.0.)THEN
1881              NOITR=1
1882              AINC=AINCOLD
1883              CYCLE iter
1884            ENDIF
1885          ENDIF
1886          AINCOLD=AINC
1887          FABEOLD=FABE
1888          IF(AINC/AINCMX.GT.0.999.AND.FABE.GT.1.05-STAB)THEN
1889!           write(98,*)' '
1890!           write(98,*)'TAU, I, J, =',NTSD,I,J
1891!           WRITE(98,1055)FABE
1892!            GOTO 265
1893            EXIT
1894          ENDIF
1895          IF((FABE.LE.1.05-STAB.AND.FABE.GE.0.95-STAB) .or. NCOUNT.EQ.10)THEN
1896            EXIT iter
1897          ELSE
1898            IF(NCOUNT.GT.10)THEN
1899!             write(98,*)' '
1900!             write(98,*)'TAU, I, J, =',NTSD,I,J
1901!             WRITE(98,1060)FABE
1902!             GOTO 265
1903              EXIT
1904            ENDIF
1905!     
1906!...IF MORE THAN 10% OF THE ORIGINAL CAPE REMAINS, INCREASE THE CONVECTI
1907!...MASS FLUX BY THE FACTOR AINC:
1908!     
1909            IF(FABE.EQ.0.)THEN
1910              AINC=AINC*0.5
1911            ELSE
1912              IF(DABE.LT.1.e-4)THEN
1913                NOITR=1
1914                AINC=AINCOLD
1915                CYCLE iter
1916              ELSE
1917                AINC=AINC*STAB*ABE/DABE
1918              ENDIF
1919            ENDIF
1920!           AINC=AMIN1(AINCMX,AINC)
1921            AINC=AMIN1(AINCMX,AINC)
1922!...IF AINC BECOMES VERY SMALL, EFFECTS OF CONVECTION ! JSK MODS
1923!...WILL BE MINIMAL SO JUST IGNORE IT...              ! JSK MODS
1924            IF(AINC.LT.0.05)then
1925              RETURN                          ! JSK MODS
1926            ENDIF
1927!            AINC=AMAX1(AINC,0.05)                        ! JSK MODS
1928            TDER=TDER2*AINC
1929            PPTFLX=PPTFL2*AINC
1930!           IF (XTIME.LT.10.)THEN
1931!           WRITE(98,1080)LFS,LDB,LDT,TIMEC,TADVEC,NSTEP,NCOUNT,
1932!          *              FABEOLD,AINCOLD
1933!           ENDIF
1934            DO NK=1,LTOP
1935              UMF(NK)=UMF2(NK)*AINC
1936              DMF(NK)=DMF2(NK)*AINC
1937              DETLQ(NK)=DETLQ2(NK)*AINC
1938              DETIC(NK)=DETIC2(NK)*AINC
1939              UDR(NK)=UDR2(NK)*AINC
1940              UER(NK)=UER2(NK)*AINC
1941              DER(NK)=DER2(NK)*AINC
1942              DDR(NK)=DDR2(NK)*AINC
1943            ENDDO
1944!     
1945!...GO BACK UP FOR ANOTHER ITERATION...
1946!     
1947          ENDIF
1948        ENDDO iter
1949!     
1950!...COMPUTE HYDROMETEOR TENDENCIES AS IS DONE FOR T, QV...
1951!     
1952!...FRC2 IS THE FRACTION OF TOTAL CONDENSATE      !  PPT FB MODS
1953!...GENERATED THAT GOES INTO PRECIPITIATION       !  PPT FB MODS
1954!
1955!  Redistribute hydormeteors according to the final mass-flux values:
1956!
1957        IF(CPR.GT.0.)THEN
1958          FRC2=PPTFLX/(CPR*AINC)                    !  PPT FB MODS
1959        ELSE
1960           FRC2=0.
1961        ENDIF
1962        DO NK=1,LTOP
1963          QLPA(NK)=QL0(NK)
1964          QIPA(NK)=QI0(NK)
1965          QRPA(NK)=QR0(NK)
1966          QSPA(NK)=QS0(NK)
1967          RAINFB(NK)=PPTLIQ(NK)*AINC*FBFRC*FRC2   !  PPT FB MODS
1968          SNOWFB(NK)=PPTICE(NK)*AINC*FBFRC*FRC2   !  PPT FB MODS
1969        ENDDO
1970        DO NTC=1,NSTEP
1971!     
1972!...ASSIGN HYDROMETEORS CONCENTRATIONS AT THE TOP AND BOTTOM OF EACH LAY
1973!...BASED ON THE SIGN OF OMEGA...
1974!     
1975          DO NK=1,LTOP
1976            QLFXIN(NK)=0.
1977            QLFXOUT(NK)=0.
1978            QIFXIN(NK)=0.
1979            QIFXOUT(NK)=0.
1980            QRFXIN(NK)=0.
1981            QRFXOUT(NK)=0.
1982            QSFXIN(NK)=0.
1983            QSFXOUT(NK)=0.
1984          ENDDO   
1985          DO NK=2,LTOP
1986            IF(OMG(NK).LE.0.)THEN
1987              QLFXIN(NK)=-FXM(NK)*QLPA(NK-1)
1988              QIFXIN(NK)=-FXM(NK)*QIPA(NK-1)
1989              QRFXIN(NK)=-FXM(NK)*QRPA(NK-1)
1990              QSFXIN(NK)=-FXM(NK)*QSPA(NK-1)
1991              QLFXOUT(NK-1)=QLFXOUT(NK-1)+QLFXIN(NK)
1992              QIFXOUT(NK-1)=QIFXOUT(NK-1)+QIFXIN(NK)
1993              QRFXOUT(NK-1)=QRFXOUT(NK-1)+QRFXIN(NK)
1994              QSFXOUT(NK-1)=QSFXOUT(NK-1)+QSFXIN(NK)
1995            ELSE
1996              QLFXOUT(NK)=FXM(NK)*QLPA(NK)
1997              QIFXOUT(NK)=FXM(NK)*QIPA(NK)
1998              QRFXOUT(NK)=FXM(NK)*QRPA(NK)
1999              QSFXOUT(NK)=FXM(NK)*QSPA(NK)
2000              QLFXIN(NK-1)=QLFXIN(NK-1)+QLFXOUT(NK)
2001              QIFXIN(NK-1)=QIFXIN(NK-1)+QIFXOUT(NK)
2002              QRFXIN(NK-1)=QRFXIN(NK-1)+QRFXOUT(NK)
2003              QSFXIN(NK-1)=QSFXIN(NK-1)+QSFXOUT(NK)
2004            ENDIF
2005          ENDDO   
2006!     
2007!...UPDATE THE HYDROMETEOR CONCENTRATION VALUES AT EACH LEVEL...
2008!     
2009          DO NK=1,LTOP
2010            QLPA(NK)=QLPA(NK)+(QLFXIN(NK)+DETLQ(NK)-QLFXOUT(NK))*DTIME*EMSD(NK)
2011            QIPA(NK)=QIPA(NK)+(QIFXIN(NK)+DETIC(NK)-QIFXOUT(NK))*DTIME*EMSD(NK)
2012            QRPA(NK)=QRPA(NK)+(QRFXIN(NK)-QRFXOUT(NK)+RAINFB(NK))*DTIME*EMSD(NK)         !  PPT FB MODS
2013            QSPA(NK)=QSPA(NK)+(QSFXIN(NK)-QSFXOUT(NK)+SNOWFB(NK))*DTIME*EMSD(NK)         !  PPT FB MODS
2014          ENDDO     
2015        ENDDO
2016        DO NK=1,LTOP
2017          QLG(NK)=QLPA(NK)
2018          QIG(NK)=QIPA(NK)
2019          QRG(NK)=QRPA(NK)
2020          QSG(NK)=QSPA(NK)
2021        ENDDO   
2022!
2023!...CLEAN THINGS UP, CALCULATE CONVECTIVE FEEDBACK TENDENCIES FOR THIS
2024!...GRID POINT...
2025!     
2026!     IF (XTIME.LT.10.)THEN
2027!     WRITE(98,1080)LFS,LDB,LDT,TIMEC,TADVEC,NSTEP,NCOUNT,FABE,AINC
2028!     ENDIF
2029       IF(IPRNT)THEN 
2030         WRITE(98,1080)LFS,LDB,LDT,TIMEC,TADVEC,NSTEP,NCOUNT,FABE,AINC
2031!        call flush(98)   
2032       endif 
2033!     
2034!...SEND FINAL PARAMETERIZED VALUES TO OUTPUT FILES...
2035!     
2036!297   IF(IPRNT)then
2037       IF(IPRNT)then
2038!    if(I.eq.16 .and. J.eq.41)then
2039!      IF(ISTOP.EQ.1)THEN
2040         write(98,*)
2041!        write(98,*)'At t(h), I, J =',float(NTSD)*72./3600.,I,J
2042         write(98,*)'P(LC), DTP, WKL, WKLCL =',p0(LC)/100.,       &
2043                     TLCL+DTLCL+dtrh-TENV,WKL,WKLCL
2044         write(98,*)'TLCL, DTLCL, DTRH, TENV =',TLCL,DTLCL,       &
2045                      DTRH,TENV   
2046         WRITE(98,1025)KLCL,ZLCL,DTLCL,LTOP,P0(LTOP),IFLAG,       &
2047         TMIX-T00,PMIX,QMIX,ABE
2048         WRITE(98,1030)P0(LET)/100.,P0(LTOP)/100.,VMFLCL,PLCL/100.,  &
2049         WLCL,CLDHGT(LC)
2050         WRITE(98,1035)PEF,PEFCBH,LC,LET,WKL,VWS
2051         write(98,*)'PRECIP EFFICIENCY =',PEFF
2052      WRITE(98,1080)LFS,LDB,LDT,TIMEC,TADVEC,NSTEP,NCOUNT,FABE,AINC
2053!      ENDIF
2054!!!!! HERE !!!!!!!
2055           WRITE(98,1070)'  P  ','   DP ',' DT K/D ',' DR K/D ','   OMG  ',        &
2056          ' DOMGDP ','   UMF  ','   UER  ','   UDR  ','   DMF  ','   DER  '        &
2057          ,'   DDR  ','   EMS  ','    W0  ','  DETLQ ',' DETIC '
2058           write(98,*)'just before DO 300...'
2059!          call flush(98)
2060           DO NK=1,LTOP
2061             K=LTOP-NK+1
2062             DTT=(TG(K)-T0(K))*86400./TIMEC
2063             RL=XLV0-XLV1*TG(K)
2064             DR=-(QG(K)-Q0(K))*RL*86400./(TIMEC*CP)
2065             UDFRC=UDR(K)*TIMEC*EMSD(K)
2066             UEFRC=UER(K)*TIMEC*EMSD(K)
2067             DDFRC=DDR(K)*TIMEC*EMSD(K)
2068             DEFRC=-DER(K)*TIMEC*EMSD(K)
2069             WRITE(98,1075)P0(K)/100.,DP(K)/100.,DTT,DR,OMG(K),DOMGDP(K)*1.E4,       &
2070             UMF(K)/1.E6,UEFRC,UDFRC,DMF(K)/1.E6,DEFRC,DDFRC,EMS(K)/1.E11,           &
2071             W0AVG1D(K)*1.E2,DETLQ(K)*TIMEC*EMSD(K)*1.E3,DETIC(K)*                   &
2072             TIMEC*EMSD(K)*1.E3
2073           ENDDO
2074           WRITE(98,1085)'K','P','Z','T0','TG','DT','TU','TD','Q0','QG',             &
2075                  'DQ','QU','QD','QLG','QIG','QRG','QSG','RH0','RHG'
2076           DO NK=1,KL
2077             K=KX-NK+1
2078             DTT=TG(K)-T0(K)
2079             TUC=TU(K)-T00
2080             IF(K.LT.LC.OR.K.GT.LTOP)TUC=0.
2081             TDC=TZ(K)-T00
2082             IF((K.LT.LDB.OR.K.GT.LDT).AND.K.NE.LFS)TDC=0.
2083             IF(T0(K).LT.T00)THEN
2084               ES=ALIQ*EXP((BLIQ*TG(K)-CLIQ)/(TG(K)-DLIQ))
2085             ELSE
2086               ES=ALIQ*EXP((BLIQ*TG(K)-CLIQ)/(TG(K)-DLIQ))
2087             ENDIF 
2088             QGS=ES*0.622/(P0(K)-ES)
2089             RH0=Q0(K)/QES(K)
2090             RHG=QG(K)/QGS
2091             WRITE(98,1090)K,P0(K)/100.,Z0(K),T0(K)-T00,TG(K)-T00,DTT,TUC,            &
2092             TDC,Q0(K)*1000.,QG(K)*1000.,(QG(K)-Q0(K))*1000.,QU(K)*                   &
2093             1000.,QD(K)*1000.,QLG(K)*1000.,QIG(K)*1000.,QRG(K)*1000.,                &
2094             QSG(K)*1000.,RH0,RHG
2095           ENDDO
2096!     
2097!...IF CALCULATIONS ABOVE SHOW AN ERROR IN THE MASS BUDGET, PRINT OUT A
2098!...TO BE USED LATER FOR DIAGNOSTIC PURPOSES, THEN ABORT RUN...
2099!     
2100!         IF(ISTOP.EQ.1 .or. ISHALL.EQ.1)THEN
2101
2102!         IF(ISHALL.NE.1)THEN
2103!            write(98,4421)i,j,iyr,imo,idy,ihr,imn
2104!           write(98)i,j,iyr,imo,idy,ihr,imn,kl
2105! 4421       format(7i4)
2106!            write(98,4422)kl
2107! 4422       format(i6)
2108            DO 310 NK = 1,KL
2109              k = kl - nk + 1
2110              write(98,4455) p0(k)/100.,t0(k)-273.16,q0(k)*1000.,       &
2111                       u0(k),v0(k),W0AVG1D(K),dp(k),tke(k)
2112!             write(98) p0,t0,q0,u0,v0,w0,dp,tke
2113!           WRITE(98,1115)Z0(K),P0(K)/100.,T0(K)-273.16,Q0(K)*1000.,
2114!    *               U0(K),V0(K),DP(K)/100.,W0AVG(I,J,K)
2115 310        CONTINUE
2116            IF(ISTOP.EQ.1)THEN
2117              CALL wrf_error_fatal ( 'KAIN-FRITSCH, istop=1, diags' )
2118            ENDIF
2119!         ENDIF
2120  4455  format(8f11.3)
2121       ENDIF
2122        CNDTNF=(1.-EQFRC(LFS))*(QLIQ(LFS)+QICE(LFS))*DMF(LFS)
2123        PRATEC(I,J)=PPTFLX*(1.-FBFRC)/DXSQ
2124        RAINCV(I,J)=DT*PRATEC(I,J)     !  PPT FB MODS
2125!        RAINCV(I,J)=.1*.5*DT*PPTFLX/DXSQ               !  PPT FB MODS
2126!         RNC=0.1*TIMEC*PPTFLX/DXSQ
2127        RNC=RAINCV(I,J)*NIC
2128       IF(ISHALL.EQ.0.AND.IPRNT)write (98,909)I,J,RNC
2129
2130!     WRITE(98,1095)CPR*AINC,TDER+PPTFLX+CNDTNF
2131!     
2132!  EVALUATE MOISTURE BUDGET...
2133!     
2134
2135        QINIT=0.
2136        QFNL=0.
2137        DPT=0.
2138        DO 315 NK=1,LTOP
2139          DPT=DPT+DP(NK)
2140          QINIT=QINIT+Q0(NK)*EMS(NK)
2141          QFNL=QFNL+QG(NK)*EMS(NK)
2142          QFNL=QFNL+(QLG(NK)+QIG(NK)+QRG(NK)+QSG(NK))*EMS(NK)
2143  315   CONTINUE
2144        QFNL=QFNL+PPTFLX*TIMEC*(1.-FBFRC)       !  PPT FB MODS
2145!        QFNL=QFNL+PPTFLX*TIMEC                 !  PPT FB MODS
2146        ERR2=(QFNL-QINIT)*100./QINIT
2147       IF(IPRNT)WRITE(98,1110)QINIT,QFNL,ERR2
2148      IF(ABS(ERR2).GT.0.05 .AND. ISTOP.EQ.0)THEN
2149!       write(99,*)'!!!!!!!! MOISTURE BUDGET ERROR IN KFPARA !!!'
2150!       WRITE(99,1110)QINIT,QFNL,ERR2
2151        IPRNT=.TRUE.
2152        ISTOP=1
2153            write(98,4422)kl
2154 4422       format(i6)
2155            DO 311 NK = 1,KL
2156              k = kl - nk + 1
2157!             write(99,4455) p0(k)/100.,t0(k)-273.16,q0(k)*1000.,       &
2158!                      u0(k),v0(k),W0AVG1D(K),dp(k)
2159!             write(98) p0,t0,q0,u0,v0,w0,dp,tke
2160!           WRITE(98,1115)P0(K)/100.,T0(K)-273.16,Q0(K)*1000.,          &
2161!                    U0(K),V0(K),W0AVG1D(K),dp(k)/100.,tke(k)
2162            WRITE(98,4456)P0(K)/100.,T0(K)-273.16,Q0(K)*1000.,          &
2163                     U0(K),V0(K),W0AVG1D(K),dp(k)/100.,tke(k)
2164 311        CONTINUE
2165!           call flush(98)
2166
2167!        GOTO 297
2168!         STOP 'QVERR'
2169      ENDIF
2170 1115 FORMAT (2X,F7.2,2X,F5.1,2X,F6.3,2(2X,F5.1),2X,F7.2,2X,F7.4)
2171 4456  format(8f12.3)
2172        IF(PPTFLX.GT.0.)THEN
2173          RELERR=ERR2*QINIT/(PPTFLX*TIMEC)
2174        ELSE
2175          RELERR=0.
2176        ENDIF
2177     IF(IPRNT)THEN
2178        WRITE(98,1120)RELERR
2179        WRITE(98,*)'TDER, CPR, TRPPT =',              &
2180          TDER,CPR*AINC,TRPPT*AINC
2181     ENDIF
2182!     
2183!...FEEDBACK TO RESOLVABLE SCALE TENDENCIES.
2184!     
2185!...IF THE ADVECTIVE TIME PERIOD (TADVEC) IS LESS THAN SPECIFIED MINIMUM
2186!...TIMEC, ALLOW FEEDBACK TO OCCUR ONLY DURING TADVEC...
2187!     
2188        IF(TADVEC.LT.TIMEC)NIC=NINT(TADVEC/DT)
2189        NCA(I,J) = TADVEC
2190        IF(ISHALL.EQ.1)THEN
2191           TIMEC = 2400.
2192           NCA(I,J) = CUDT*60.
2193           NSHALL = NSHALL+1
2194        ENDIF
2195
2196        DO K=1,KX
2197!         IF(IMOIST(INEST).NE.2)THEN
2198!
2199!...IF HYDROMETEORS ARE NOT ALLOWED, THEY MUST BE EVAPORATED OR SUBLIMAT
2200!...AND FED BACK AS VAPOR, ALONG WITH ASSOCIATED CHANGES IN TEMPERATURE.
2201!...NOTE:  THIS WILL INTRODUCE CHANGES IN THE CONVECTIVE TEMPERATURE AND
2202!...WATER VAPOR FEEDBACK TENDENCIES AND MAY LEAD TO SUPERSATURATED VALUE
2203!...OF QG...
2204!
2205!           RLC=XLV0-XLV1*TG(K)
2206!           RLS=XLS0-XLS1*TG(K)
2207!           CPM=CP*(1.+0.887*QG(K))
2208!           TG(K)=TG(K)-(RLC*(QLG(K)+QRG(K))+RLS*(QIG(K)+QSG(K)))/CPM
2209!           QG(K)=QG(K)+(QLG(K)+QRG(K)+QIG(K)+QSG(K))
2210!           DQLDT(I,J,NK)=0.
2211!           DQIDT(I,J,NK)=0.
2212!           DQRDT(I,J,NK)=0.
2213!           DQSDT(I,J,NK)=0.
2214!         ELSE
2215!
2216!...IF ICE PHASE IS NOT ALLOWED, MELT ALL FROZEN HYDROMETEORS...
2217!
2218          IF(.NOT. F_QI .and. warm_rain)THEN
2219
2220            CPM=CP*(1.+0.887*QG(K))
2221            TG(K)=TG(K)-(QIG(K)+QSG(K))*RLF/CPM
2222            DQCDT(K)=(QLG(K)+QIG(K)-QL0(K)-QI0(K))/TIMEC
2223            DQIDT(K)=0.
2224            DQRDT(K)=(QRG(K)+QSG(K)-QR0(K)-QS0(K))/TIMEC
2225            DQSDT(K)=0.
2226          ELSEIF(.NOT. F_QI .and. .not. warm_rain)THEN
2227!
2228!...IF ICE PHASE IS ALLOWED, BUT MIXED PHASE IS NOT, MELT FROZEN HYDROME
2229!...BELOW THE MELTING LEVEL, FREEZE LIQUID WATER ABOVE THE MELTING LEVEL
2230!
2231            CPM=CP*(1.+0.887*QG(K))
2232            IF(K.LE.ML)THEN
2233              TG(K)=TG(K)-(QIG(K)+QSG(K))*RLF/CPM
2234            ELSEIF(K.GT.ML)THEN
2235              TG(K)=TG(K)+(QLG(K)+QRG(K))*RLF/CPM
2236            ENDIF
2237            DQCDT(K)=(QLG(K)+QIG(K)-QL0(K)-QI0(K))/TIMEC
2238            DQIDT(K)=0.
2239            DQRDT(K)=(QRG(K)+QSG(K)-QR0(K)-QS0(K))/TIMEC
2240            DQSDT(K)=0.
2241          ELSEIF(F_QI) THEN
2242!
2243!...IF MIXED PHASE HYDROMETEORS ARE ALLOWED, FEED BACK CONVECTIVE TENDEN
2244!...OF HYDROMETEORS DIRECTLY...
2245!
2246            DQCDT(K)=(QLG(K)-QL0(K))/TIMEC
2247            DQIDT(K)=(QIG(K)-QI0(K))/TIMEC
2248            DQRDT(K)=(QRG(K)-QR0(K))/TIMEC
2249            IF (F_QS) THEN
2250               DQSDT(K)=(QSG(K)-QS0(K))/TIMEC
2251            ELSE
2252               DQIDT(K)=DQIDT(K)+(QSG(K)-QS0(K))/TIMEC
2253            ENDIF
2254          ELSE
2255!              PRINT *,'THIS COMBINATION OF IMOIST, IEXICE, IICE NOT ALLOWED!'
2256              CALL wrf_error_fatal ( 'KAIN-FRITSCH, THIS COMBINATION OF IMOIST, IEXICE, IICE NOT ALLOWED' )
2257          ENDIF
2258          DTDT(K)=(TG(K)-T0(K))/TIMEC
2259          DQDT(K)=(QG(K)-Q0(K))/TIMEC
2260        ENDDO
2261        PRATEC(I,J)=PPTFLX*(1.-FBFRC)/DXSQ
2262        RAINCV(I,J)=DT*PRATEC(I,J)
2263!        RAINCV(I,J)=.1*.5*DT*PPTFLX/DXSQ               !  PPT FB MODS
2264!         RNC=0.1*TIMEC*PPTFLX/DXSQ
2265        RNC=RAINCV(I,J)*NIC
2266 909     FORMAT('AT I, J =',i3,1x,i3,' CONVECTIVE RAINFALL =',F8.4,' mm')
2267!      write (98,909)I,J,RNC
2268!      write (6,909)I,J,RNC
2269!      WRITE(98,*)'at NTSD =',NTSD,',No. of KF points activated =',
2270!     *            NCCNT
2271!      call flush(98)
22721000  FORMAT(' ',10A8)
22731005  FORMAT(' ',F6.0,2X,F6.4,2X,F7.3,1X,F6.4,2X,4(F6.3,2X),2(F7.3,1X))
22741010  FORMAT(' ',' VERTICAL VELOCITY IS NEGATIVE AT ',F4.0,' MB')
22751015   FORMAT(' ','ALL REMAINING MASS DETRAINS BELOW ',F4.0,' MB')
22761025   FORMAT(5X,' KLCL=',I2,' ZLCL=',F7.1,'M',                         &
2277        ' DTLCL=',F5.2,' LTOP=',I2,' P0(LTOP)=',-2PF5.1,'MB FRZ LV=',   &
2278        I2,' TMIX=',0PF4.1,1X,'PMIX=',-2PF6.1,' QMIX=',3PF5.1,          &
2279        ' CAPE=',0PF7.1)
22801030   FORMAT(' ',' P0(LET) = ',F6.1,' P0(LTOP) = ',F6.1,' VMFLCL =',   &
2281      E12.3,' PLCL =',F6.1,' WLCL =',F6.3,' CLDHGT =',                  &
2282      F8.1)
22831035  FORMAT(1X,'PEF(WS)=',F4.2,'(CB)=',F4.2,'LC,LET=',2I3,'WKL='       &
2284      ,F6.3,'VWS=',F5.2)
2285!1055  FORMAT('*** DEGREE OF STABILIZATION =',F5.3,                  &
2286!      ', NO MORE MASS FLUX IS ALLOWED!')
2287!1060     FORMAT(' ITERATION DOES NOT CONVERGE TO GIVE THE SPECIFIED    &
2288!      &DEGREE OF STABILIZATION!  FABE= ',F6.4)
2289 1070 FORMAT (16A8)
2290 1075 FORMAT (F8.2,3(F8.2),2(F8.3),F8.2,2F8.3,F8.2,6F8.3)
2291 1080 FORMAT(2X,'LFS,LDB,LDT =',3I3,' TIMEC, TADVEC, NSTEP=',           &
2292              2(1X,F5.0),I3,'NCOUNT, FABE, AINC=',I2,1X,F5.3,F6.2)
2293 1085 FORMAT (A3,16A7,2A8)
2294 1090 FORMAT (I3,F7.2,F7.0,10F7.2,4F7.3,2F8.3)
2295 1095 FORMAT(' ','  PPT PRODUCTION RATE= ',F10.0,' TOTAL EVAP+PPT= ',F10.0)
22961105   FORMAT(' ','NET LATENT HEAT RELEASE =',E12.5,' ACTUAL HEATING =',&
2297       E12.5,' J/KG-S, DIFFERENCE = ',F9.3,'%')
22981110   FORMAT(' ','INITIAL WATER =',E12.5,' FINAL WATER =',E12.5,       &
2299       ' TOTAL WATER CHANGE =',F8.2,'%')
2300! 1115 FORMAT (2X,F6.0,2X,F7.2,2X,F5.1,2X,F6.3,2(2X,F5.1),2X,F7.2,2X,F7.4)
23011120   FORMAT(' ','MOISTURE ERROR AS FUNCTION OF TOTAL PPT =',F9.3,'%')
2302!
2303!-----------------------------------------------------------------------
2304!--------------SAVE CLOUD TOP AND BOTTOM FOR RADIATION------------------
2305!-----------------------------------------------------------------------
2306!
2307      CUTOP(I,J)=REAL(LTOP)
2308      CUBOT(I,J)=REAL(LCL)
2309!
2310!-----------------------------------------------------------------------
2311   END SUBROUTINE  KF_eta_PARA
2312!********************************************************************
2313! ***********************************************************************
2314   SUBROUTINE TPMIX2(p,thes,tu,qu,qliq,qice,qnewlq,qnewic,XLV1,XLV0)
2315!
2316! Lookup table variables:
2317!     INTEGER, PARAMETER :: (KFNT=250,KFNP=220)
2318!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:KFNT,1:KFNP) :: TTAB,QSTAB
2319!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:KFNP) :: THE0K
2320!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:200) :: ALU
2321!     REAL, SAVE :: RDPR,RDTHK,PLUTOP
2322! End of Lookup table variables:
2323!-----------------------------------------------------------------------
2324   IMPLICIT NONE
2325!-----------------------------------------------------------------------
2326   REAL,         INTENT(IN   )   :: P,THES,XLV1,XLV0
2327   REAL,         INTENT(OUT  )   :: QNEWLQ,QNEWIC
2328   REAL,         INTENT(INOUT)   :: TU,QU,QLIQ,QICE
2329   REAL    ::    TP,QQ,BTH,TTH,PP,T00,T10,T01,T11,Q00,Q10,Q01,Q11,          &
2330                 TEMP,QS,QNEW,DQ,QTOT,RLL,CPP
2331   INTEGER ::    IPTB,ITHTB
2332!-----------------------------------------------------------------------
2333
2334!c******** LOOKUP TABLE VARIABLES... ****************************
2335!      parameter(kfnt=250,kfnp=220)
2336!c
2337!      COMMON/KFLUT/ ttab(kfnt,kfnp),qstab(kfnt,kfnp),the0k(kfnp),
2338!     *              alu(200),rdpr,rdthk,plutop
2339!C***************************************************************
2340!c
2341!c***********************************************************************
2342!c     scaling pressure and tt table index                         
2343!c***********************************************************************
2344!c
2345      tp=(p-plutop)*rdpr
2346      qq=tp-aint(tp)
2347      iptb=int(tp)+1
2348
2349!
2350!***********************************************************************
2351!              base and scaling factor for the                           
2352!***********************************************************************
2353!
2354!  scaling the and tt table index                                       
2355      bth=(the0k(iptb+1)-the0k(iptb))*qq+the0k(iptb)
2356      tth=(thes-bth)*rdthk
2357      pp   =tth-aint(tth)
2358      ithtb=int(tth)+1
2359       IF(IPTB.GE.220 .OR. IPTB.LE.1 .OR. ITHTB.GE.250 .OR. ITHTB.LE.1)THEN
2360         write(98,*)'**** OUT OF BOUNDS *********'
2361!        call flush(98)
2362       ENDIF
2363!
2364      t00=ttab(ithtb  ,iptb  )
2365      t10=ttab(ithtb+1,iptb  )
2366      t01=ttab(ithtb  ,iptb+1)
2367      t11=ttab(ithtb+1,iptb+1)
2368!
2369      q00=qstab(ithtb  ,iptb  )
2370      q10=qstab(ithtb+1,iptb  )
2371      q01=qstab(ithtb  ,iptb+1)
2372      q11=qstab(ithtb+1,iptb+1)
2373!
2374!***********************************************************************
2375!              parcel temperature                                       
2376!***********************************************************************
2377!
2378      temp=(t00+(t10-t00)*pp+(t01-t00)*qq+(t00-t10-t01+t11)*pp*qq)
2379!
2380      qs=(q00+(q10-q00)*pp+(q01-q00)*qq+(q00-q10-q01+q11)*pp*qq)
2381!
2382      DQ=QS-QU
2383      IF(DQ.LE.0.)THEN
2384        QNEW=QU-QS
2385        QU=QS
2386      ELSE
2387!
2388!   IF THE PARCEL IS SUBSATURATED, TEMPERATURE AND MIXING RATIO MUST BE
2389!   ADJUSTED...IF LIQUID WATER IS PRESENT, IT IS ALLOWED TO EVAPORATE
2390!
2391        QNEW=0.
2392        QTOT=QLIQ+QICE
2393!
2394!   IF THERE IS ENOUGH LIQUID OR ICE TO SATURATE THE PARCEL, TEMP STAYS AT ITS
2395!   WET BULB VALUE, VAPOR MIXING RATIO IS AT SATURATED LEVEL, AND THE MIXING
2396!   RATIOS OF LIQUID AND ICE ARE ADJUSTED TO MAKE UP THE ORIGINAL SATURATION
2397!   DEFICIT... OTHERWISE, ANY AVAILABLE LIQ OR ICE VAPORIZES AND APPROPRIATE
2398!   ADJUSTMENTS TO PARCEL TEMP; VAPOR, LIQUID, AND ICE MIXING RATIOS ARE MADE.
2399!
2400!...subsaturated values only occur in calculations involving various mixtures of
2401!...updraft and environmental air for estimation of entrainment and detrainment.
2402!...For these purposes, assume that reasonable estimates can be given using
2403!...liquid water saturation calculations only - i.e., ignore the effect of the
2404!...ice phase in this process only...will not affect conservative properties...
2405!
2406        IF(QTOT.GE.DQ)THEN
2407          qliq=qliq-dq*qliq/(qtot+1.e-10)
2408          qice=qice-dq*qice/(qtot+1.e-10)
2409          QU=QS
2410        ELSE
2411          RLL=XLV0-XLV1*TEMP
2412          CPP=1004.5*(1.+0.89*QU)
2413          IF(QTOT.LT.1.E-10)THEN
2414!
2415!...IF NO LIQUID WATER OR ICE IS AVAILABLE, TEMPERATURE IS GIVEN BY:
2416            TEMP=TEMP+RLL*(DQ/(1.+DQ))/CPP
2417          ELSE
2418!
2419!...IF SOME LIQ WATER/ICE IS AVAILABLE, BUT NOT ENOUGH TO ACHIEVE SATURATION,
2420!   THE TEMPERATURE IS GIVEN BY:
2421!
2422            TEMP=TEMP+RLL*((DQ-QTOT)/(1+DQ-QTOT))/CPP
2423            QU=QU+QTOT
2424            QTOT=0.
2425            QLIQ=0.
2426            QICE=0.
2427          ENDIF
2428        ENDIF
2429      ENDIF
2430      TU=TEMP
2431      qnewlq=qnew
2432      qnewic=0.
2433!
2434   END SUBROUTINE TPMIX2
2435!******************************************************************************
2436      SUBROUTINE DTFRZNEW(TU,P,THTEU,QU,QFRZ,QICE,ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ)
2437!-----------------------------------------------------------------------
2438   IMPLICIT NONE
2439!-----------------------------------------------------------------------
2440   REAL,         INTENT(IN   )   :: P,QFRZ,ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ
2441   REAL,         INTENT(INOUT)   :: TU,THTEU,QU,QICE
2442   REAL    ::    RLC,RLS,RLF,CPP,A,DTFRZ,ES,QS,DQEVAP,PII
2443!-----------------------------------------------------------------------
2444!
2445!...ALLOW THE FREEZING OF LIQUID WATER IN THE UPDRAFT TO PROCEED AS AN
2446!...APPROXIMATELY LINEAR FUNCTION OF TEMPERATURE IN THE TEMPERATURE RANGE
2447!...TTFRZ TO TBFRZ...
2448!...FOR COLDER TERMPERATURES, FREEZE ALL LIQUID WATER...
2449!...THERMODYNAMIC PROPERTIES ARE STILL CALCULATED WITH RESPECT TO LIQUID WATER
2450!...TO ALLOW THE USE OF LOOKUP TABLE TO EXTRACT TMP FROM THETAE...
2451!
2452      RLC=2.5E6-2369.276*(TU-273.16)
2453      RLS=2833922.-259.532*(TU-273.16)
2454      RLF=RLS-RLC
2455      CPP=1004.5*(1.+0.89*QU)
2456!
2457!  A = D(es)/DT IS THAT CALCULATED FROM BUCK (1981) EMPERICAL FORMULAS
2458!  FOR SATURATION VAPOR PRESSURE...
2459!
2460      A=(CLIQ-BLIQ*DLIQ)/((TU-DLIQ)*(TU-DLIQ))
2461      DTFRZ = RLF*QFRZ/(CPP+RLS*QU*A)
2462      TU = TU+DTFRZ
2463     
2464      ES = ALIQ*EXP((BLIQ*TU-CLIQ)/(TU-DLIQ))
2465      QS = ES*0.622/(P-ES)
2466!
2467!...FREEZING WARMS THE AIR AND IT BECOMES UNSATURATED...ASSUME THAT SOME OF THE
2468!...LIQUID WATER THAT IS AVAILABLE FOR FREEZING EVAPORATES TO MAINTAIN SATURA-
2469!...TION...SINCE THIS WATER HAS ALREADY BEEN TRANSFERRED TO THE ICE CATEGORY,
2470!...SUBTRACT IT FROM ICE CONCENTRATION, THEN SET UPDRAFT MIXING RATIO AT THE NEW
2471!...TEMPERATURE TO THE SATURATION VALUE...
2472!
2473      DQEVAP = QS-QU
2474      QICE = QICE-DQEVAP
2475      QU = QU+DQEVAP
2476      PII=(1.E5/P)**(0.2854*(1.-0.28*QU))
2477      THTEU=TU*PII*EXP((3374.6525/TU-2.5403)*QU*(1.+0.81*QU))
2478!
2479   END SUBROUTINE DTFRZNEW
2480! --------------------------------------------------------------------------------
2481
2482      SUBROUTINE CONDLOAD(QLIQ,QICE,WTW,DZ,BOTERM,ENTERM,RATE,QNEWLQ,           &
2483                          QNEWIC,QLQOUT,QICOUT,G)
2484
2485!-----------------------------------------------------------------------
2486   IMPLICIT NONE
2487!-----------------------------------------------------------------------
2488!  9/18/88...THIS PRECIPITATION FALLOUT SCHEME IS BASED ON THE SCHEME US
2489!  BY OGURA AND CHO (1973).  LIQUID WATER FALLOUT FROM A PARCEL IS CAL-
2490!  CULATED USING THE EQUATION DQ=-RATE*Q*DT, BUT TO SIMULATE A QUASI-
2491!  CONTINUOUS PROCESS, AND TO ELIMINATE A DEPENDENCY ON VERTICAL
2492!  RESOLUTION THIS IS EXPRESSED AS Q=Q*EXP(-RATE*DZ).
2493
2494      REAL, INTENT(IN   )   :: G
2495      REAL, INTENT(IN   )   :: DZ,BOTERM,ENTERM,RATE
2496      REAL, INTENT(INOUT)   :: QLQOUT,QICOUT,WTW,QLIQ,QICE,QNEWLQ,QNEWIC
2497      REAL :: QTOT,QNEW,QEST,G1,WAVG,CONV,RATIO3,OLDQ,RATIO4,DQ,PPTDRG
2498
2499!
2500!  9/18/88...THIS PRECIPITATION FALLOUT SCHEME IS BASED ON THE SCHEME US
2501!  BY OGURA AND CHO (1973).  LIQUID WATER FALLOUT FROM A PARCEL IS CAL-
2502!  CULATED USING THE EQUATION DQ=-RATE*Q*DT, BUT TO SIMULATE A QUASI-   
2503!  CONTINUOUS PROCESS, AND TO ELIMINATE A DEPENDENCY ON VERTICAL       
2504!  RESOLUTION THIS IS EXPRESSED AS Q=Q*EXP(-RATE*DZ).                   
2505      QTOT=QLIQ+QICE                                                   
2506      QNEW=QNEWLQ+QNEWIC                                               
2507!                                                                       
2508!  ESTIMATE THE VERTICAL VELOCITY SO THAT AN AVERAGE VERTICAL VELOCITY
2509!  BE CALCULATED TO ESTIMATE THE TIME REQUIRED FOR ASCENT BETWEEN MODEL
2510!  LEVELS...                                                           
2511!                                                                       
2512      QEST=0.5*(QTOT+QNEW)                                             
2513      G1=WTW+BOTERM-ENTERM-2.*G*DZ*QEST/1.5                             
2514      IF(G1.LT.0.0)G1=0.                                               
2515      WAVG=0.5*(SQRT(WTW)+SQRT(G1))                                     
2516      CONV=RATE*DZ/WAVG                                                 
2517!                                                                       
2518!  RATIO3 IS THE FRACTION OF LIQUID WATER IN FRESH CONDENSATE, RATIO4 IS
2519!  THE FRACTION OF LIQUID WATER IN THE TOTAL AMOUNT OF CONDENSATE INVOLV
2520!  IN THE PRECIPITATION PROCESS - NOTE THAT ONLY 60% OF THE FRESH CONDEN
2521!  SATE IS IS ALLOWED TO PARTICIPATE IN THE CONVERSION PROCESS...       
2522!                                                                       
2523      RATIO3=QNEWLQ/(QNEW+1.E-8)                                       
2524!     OLDQ=QTOT                                                         
2525      QTOT=QTOT+0.6*QNEW                                               
2526      OLDQ=QTOT                                                         
2527      RATIO4=(0.6*QNEWLQ+QLIQ)/(QTOT+1.E-8)                           
2528      QTOT=QTOT*EXP(-CONV)                                             
2529!                                                                       
2530!  DETERMINE THE AMOUNT OF PRECIPITATION THAT FALLS OUT OF THE UPDRAFT 
2531!  PARCEL AT THIS LEVEL...                                             
2532!                                                                       
2533      DQ=OLDQ-QTOT                                                     
2534      QLQOUT=RATIO4*DQ                                                 
2535      QICOUT=(1.-RATIO4)*DQ                                             
2536!                                                                       
2537!  ESTIMATE THE MEAN LOAD OF CONDENSATE ON THE UPDRAFT IN THE LAYER, CAL
2538!  LATE VERTICAL VELOCITY                                               
2539!                                                                       
2540      PPTDRG=0.5*(OLDQ+QTOT-0.2*QNEW)                                   
2541      WTW=WTW+BOTERM-ENTERM-2.*G*DZ*PPTDRG/1.5                         
2542      IF(ABS(WTW).LT.1.E-4)WTW=1.E-4
2543!                                                                       
2544!  DETERMINE THE NEW LIQUID WATER AND ICE CONCENTRATIONS INCLUDING LOSSE
2545!  DUE TO PRECIPITATION AND GAINS FROM CONDENSATION...                 
2546!                                                                       
2547      QLIQ=RATIO4*QTOT+RATIO3*0.4*QNEW                                 
2548      QICE=(1.-RATIO4)*QTOT+(1.-RATIO3)*0.4*QNEW                       
2549      QNEWLQ=0.                                                         
2550      QNEWIC=0.                                                         
2551
2552   END SUBROUTINE CONDLOAD
2553
2554! ----------------------------------------------------------------------
2555   SUBROUTINE PROF5(EQ,EE,UD)                                       
2556!
2557!***********************************************************************
2558!*****    GAUSSIAN TYPE MIXING PROFILE....******************************
2559!CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
2560!  THIS SUBROUTINE INTEGRATES THE AREA UNDER THE CURVE IN THE GAUSSIAN 
2561!  DISTRIBUTION...THE NUMERICAL APPROXIMATION TO THE INTEGRAL IS TAKEN FROM
2562!  "HANDBOOK OF MATHEMATICAL FUNCTIONS WITH FORMULAS, GRAPHS AND MATHEMATICS TABLES"
2563!  ED. BY ABRAMOWITZ AND STEGUN, NATL BUREAU OF STANDARDS APPLIED
2564!  MATHEMATICS SERIES.  JUNE, 1964., MAY, 1968.                         
2565!                                     JACK KAIN                         
2566!                                     7/6/89                           
2567!CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
2568!-----------------------------------------------------------------------
2569   IMPLICIT NONE
2570!-----------------------------------------------------------------------
2571   REAL,         INTENT(IN   )   :: EQ
2572   REAL,         INTENT(INOUT)   :: EE,UD
2573   REAL ::       SQRT2P,A1,A2,A3,P,SIGMA,FE,X,Y,EY,E45,T1,T2,C1,C2
2574
2575      DATA SQRT2P,A1,A2,A3,P,SIGMA,FE/2.506628,0.4361836,-0.1201676,       &
2576           0.9372980,0.33267,0.166666667,0.202765151/                       
2577      X=(EQ-0.5)/SIGMA                                                 
2578      Y=6.*EQ-3.                                                       
2579      EY=EXP(Y*Y/(-2))                                                 
2580      E45=EXP(-4.5)                                                     
2581      T2=1./(1.+P*ABS(Y))                                               
2582      T1=0.500498                                                       
2583      C1=A1*T1+A2*T1*T1+A3*T1*T1*T1                                     
2584      C2=A1*T2+A2*T2*T2+A3*T2*T2*T2                                     
2585      IF(Y.GE.0.)THEN                                                   
2586        EE=SIGMA*(0.5*(SQRT2P-E45*C1-EY*C2)+SIGMA*(E45-EY))-E45*EQ*EQ/2.
2587        UD=SIGMA*(0.5*(EY*C2-E45*C1)+SIGMA*(E45-EY))-E45*(0.5+EQ*EQ/2.-    &
2588           EQ)                                                         
2589      ELSE                                                             
2590        EE=SIGMA*(0.5*(EY*C2-E45*C1)+SIGMA*(E45-EY))-E45*EQ*EQ/2.       
2591        UD=SIGMA*(0.5*(SQRT2P-E45*C1-EY*C2)+SIGMA*(E45-EY))-E45*(0.5+EQ*   &
2592           EQ/2.-EQ)                                                   
2593      ENDIF                                                             
2594      EE=EE/FE                                                         
2595      UD=UD/FE                                                         
2596
2597   END SUBROUTINE PROF5
2598
2599! ------------------------------------------------------------------------
2600   SUBROUTINE TPMIX2DD(p,thes,ts,qs,i,j)
2601!
2602! Lookup table variables:
2603!     INTEGER, PARAMETER :: (KFNT=250,KFNP=220)
2604!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:KFNT,1:KFNP) :: TTAB,QSTAB
2605!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:KFNP) :: THE0K
2606!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:200) :: ALU
2607!     REAL, SAVE :: RDPR,RDTHK,PLUTOP
2608! End of Lookup table variables:
2609!-----------------------------------------------------------------------
2610   IMPLICIT NONE
2611!-----------------------------------------------------------------------
2612   REAL,         INTENT(IN   )   :: P,THES
2613   REAL,         INTENT(INOUT)   :: TS,QS
2614   INTEGER,      INTENT(IN   )   :: i,j     ! avail for debugging
2615   REAL    ::    TP,QQ,BTH,TTH,PP,T00,T10,T01,T11,Q00,Q10,Q01,Q11
2616   INTEGER ::    IPTB,ITHTB
2617   CHARACTER*256 :: MESS
2618!-----------------------------------------------------------------------
2619
2620!
2621!******** LOOKUP TABLE VARIABLES (F77 format)... ****************************
2622!     parameter(kfnt=250,kfnp=220)
2623!
2624!     COMMON/KFLUT/ ttab(kfnt,kfnp),qstab(kfnt,kfnp),the0k(kfnp),        &
2625!                   alu(200),rdpr,rdthk,plutop
2626!***************************************************************
2627!
2628!***********************************************************************
2629!     scaling pressure and tt table index                         
2630!***********************************************************************
2631!
2632      tp=(p-plutop)*rdpr
2633      qq=tp-aint(tp)
2634      iptb=int(tp)+1
2635!
2636!***********************************************************************
2637!              base and scaling factor for the                           
2638!***********************************************************************
2639!
2640!  scaling the and tt table index                                       
2641      bth=(the0k(iptb+1)-the0k(iptb))*qq+the0k(iptb)
2642      tth=(thes-bth)*rdthk
2643      pp   =tth-aint(tth)
2644      ithtb=int(tth)+1
2645!
2646      t00=ttab(ithtb  ,iptb  )
2647      t10=ttab(ithtb+1,iptb  )
2648      t01=ttab(ithtb  ,iptb+1)
2649      t11=ttab(ithtb+1,iptb+1)
2650!
2651      q00=qstab(ithtb  ,iptb  )
2652      q10=qstab(ithtb+1,iptb  )
2653      q01=qstab(ithtb  ,iptb+1)
2654      q11=qstab(ithtb+1,iptb+1)
2655!
2656!***********************************************************************
2657!              parcel temperature and saturation mixing ratio                                       
2658!***********************************************************************
2659!
2660      ts=(t00+(t10-t00)*pp+(t01-t00)*qq+(t00-t10-t01+t11)*pp*qq)
2661!
2662      qs=(q00+(q10-q00)*pp+(q01-q00)*qq+(q00-q10-q01+q11)*pp*qq)
2663!
2664   END SUBROUTINE TPMIX2DD
2665
2666! -----------------------------------------------------------------------
2667  SUBROUTINE ENVIRTHT(P1,T1,Q1,THT1,ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ)                       
2668!
2669!-----------------------------------------------------------------------
2670   IMPLICIT NONE
2671!-----------------------------------------------------------------------
2672   REAL,         INTENT(IN   )   :: P1,T1,Q1,ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ
2673   REAL,         INTENT(INOUT)   :: THT1
2674   REAL    ::    EE,TLOG,ASTRT,AINC,A1,TP,VALUE,AINTRP,TDPT,TSAT,THT,      &
2675                 T00,P00,C1,C2,C3,C4,C5
2676   INTEGER ::    INDLU
2677!-----------------------------------------------------------------------
2678      DATA T00,P00,C1,C2,C3,C4,C5/273.16,1.E5,3374.6525,2.5403,3114.834,   &
2679           0.278296,1.0723E-3/                                         
2680!                                                                       
2681!  CALCULATE ENVIRONMENTAL EQUIVALENT POTENTIAL TEMPERATURE...         
2682!                                                                       
2683! NOTE: Calculations for mixed/ice phase no longer used...jsk 8/00
2684!
2685      EE=Q1*P1/(0.622+Q1)                                             
2686!     TLOG=ALOG(EE/ALIQ)                                             
2687! ...calculate LOG term using lookup table...
2688!
2689      astrt=1.e-3
2690      ainc=0.075
2691      a1=ee/aliq
2692      tp=(a1-astrt)/ainc
2693      indlu=int(tp)+1
2694      value=(indlu-1)*ainc+astrt
2695      aintrp=(a1-value)/ainc
2696      tlog=aintrp*alu(indlu+1)+(1-aintrp)*alu(indlu)
2697!
2698      TDPT=(CLIQ-DLIQ*TLOG)/(BLIQ-TLOG)                               
2699      TSAT=TDPT-(.212+1.571E-3*(TDPT-T00)-4.36E-4*(T1-T00))*(T1-TDPT)
2700      THT=T1*(P00/P1)**(0.2854*(1.-0.28*Q1))                         
2701      THT1=THT*EXP((C1/TSAT-C2)*Q1*(1.+0.81*Q1))                     
2702!
2703  END SUBROUTINE ENVIRTHT                                                             
2704! ***********************************************************************
2705!====================================================================
2706   SUBROUTINE kf_eta_init(RTHCUTEN,RQVCUTEN,RQCCUTEN,RQRCUTEN,      &
2707                     RQICUTEN,RQSCUTEN,NCA,W0AVG,P_QI,P_QS,         &
2708                     SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0,                          &
2709                     P_FIRST_SCALAR,restart,allowed_to_read,        &
2710                     ids, ide, jds, jde, kds, kde,                  &
2711                     ims, ime, jms, jme, kms, kme,                  &
2712                     its, ite, jts, jte, kts, kte                   )
2713!--------------------------------------------------------------------
2714   IMPLICIT NONE
2715!--------------------------------------------------------------------
2716   LOGICAL , INTENT(IN)           ::  restart,allowed_to_read
2717   INTEGER , INTENT(IN)           ::  ids, ide, jds, jde, kds, kde, &
2718                                      ims, ime, jms, jme, kms, kme, &
2719                                      its, ite, jts, jte, kts, kte
2720   INTEGER , INTENT(IN)           ::  P_QI,P_QS,P_FIRST_SCALAR
2721
2722   REAL,     DIMENSION( ims:ime , kms:kme , jms:jme ) , INTENT(OUT) ::       &
2723                                                          RTHCUTEN, &
2724                                                          RQVCUTEN, &
2725                                                          RQCCUTEN, &
2726                                                          RQRCUTEN, &
2727                                                          RQICUTEN, &
2728                                                          RQSCUTEN
2729
2730   REAL ,   DIMENSION( ims:ime , kms:kme , jms:jme ) , INTENT(OUT) :: W0AVG
2731
2732   REAL, DIMENSION( ims:ime , jms:jme ), INTENT(INOUT):: NCA
2733
2734   INTEGER :: i, j, k, itf, jtf, ktf
2735   REAL, INTENT(IN)    :: SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0
2736
2737   jtf=min0(jte,jde-1)
2738   ktf=min0(kte,kde-1)
2739   itf=min0(ite,ide-1)
2740
2741   IF(.not.restart)THEN
2742
2743      DO j=jts,jtf
2744      DO k=kts,ktf
2745      DO i=its,itf
2746         RTHCUTEN(i,k,j)=0.
2747         RQVCUTEN(i,k,j)=0.
2748         RQCCUTEN(i,k,j)=0.
2749         RQRCUTEN(i,k,j)=0.
2750      ENDDO
2751      ENDDO
2752      ENDDO
2753
2754      IF (P_QI .ge. P_FIRST_SCALAR) THEN
2755         DO j=jts,jtf
2756         DO k=kts,ktf
2757         DO i=its,itf
2758            RQICUTEN(i,k,j)=0.
2759         ENDDO
2760         ENDDO
2761         ENDDO
2762      ENDIF
2763
2764      IF (P_QS .ge. P_FIRST_SCALAR) THEN
2765         DO j=jts,jtf
2766         DO k=kts,ktf
2767         DO i=its,itf
2768            RQSCUTEN(i,k,j)=0.
2769         ENDDO
2770         ENDDO
2771         ENDDO
2772      ENDIF
2773
2774      DO j=jts,jtf
2775      DO i=its,itf
2776         NCA(i,j)=-100.
2777      ENDDO
2778      ENDDO
2779
2780      DO j=jts,jtf
2781      DO k=kts,ktf
2782      DO i=its,itf
2783         W0AVG(i,k,j)=0.
2784      ENDDO
2785      ENDDO
2786      ENDDO
2787
2788   endif
2789 
2790   CALL KF_LUTAB(SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0)
2791
2792   END SUBROUTINE kf_eta_init
2793
2794!-------------------------------------------------------
2795
2796      subroutine kf_lutab(SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0)
2797!
2798!  This subroutine is a lookup table.
2799!  Given a series of series of saturation equivalent potential
2800!  temperatures, the temperature is calculated.
2801!
2802!--------------------------------------------------------------------
2803   IMPLICIT NONE
2804!--------------------------------------------------------------------
2805! Lookup table variables
2806!     INTEGER, SAVE, PARAMETER :: KFNT=250,KFNP=220
2807!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:KFNT,1:KFNP) :: TTAB,QSTAB
2808!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:KFNP) :: THE0K
2809!     REAL, SAVE, DIMENSION(1:200) :: ALU
2810!     REAL, SAVE :: RDPR,RDTHK,PLUTOP
2811! End of Lookup table variables
2812
2813     INTEGER :: KP,IT,ITCNT,I
2814     REAL :: DTH,TMIN,TOLER,PBOT,DPR,                               &
2815             TEMP,P,ES,QS,PI,THES,TGUES,THGUES,F0,T1,T0,THGS,F1,DT, &
2816             ASTRT,AINC,A1,THTGS
2817!    REAL    :: ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ,SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0
2818     REAL    :: ALIQ,BLIQ,CLIQ,DLIQ
2819     REAL, INTENT(IN)    :: SVP1,SVP2,SVP3,SVPT0
2820!
2821! equivalent potential temperature increment
2822      data dth/1./
2823! minimum starting temp
2824      data tmin/150./
2825! tolerance for accuracy of temperature
2826      data toler/0.001/
2827! top pressure (pascals)
2828      plutop=5000.0
2829! bottom pressure (pascals)
2830      pbot=110000.0
2831
2832      ALIQ = SVP1*1000.
2833      BLIQ = SVP2
2834      CLIQ = SVP2*SVPT0
2835      DLIQ = SVP3
2836
2837!
2838! compute parameters
2839!
2840! 1._over_(sat. equiv. theta increment)
2841      rdthk=1./dth
2842! pressure increment
2843!
2844      DPR=(PBOT-PLUTOP)/REAL(KFNP-1)
2845!      dpr=(pbot-plutop)/REAL(kfnp-1)
2846! 1._over_(pressure increment)
2847      rdpr=1./dpr
2848! compute the spread of thes
2849!     thespd=dth*(kfnt-1)
2850!
2851! calculate the starting sat. equiv. theta
2852!
2853      temp=tmin
2854      p=plutop-dpr
2855      do kp=1,kfnp
2856        p=p+dpr
2857        es=aliq*exp((bliq*temp-cliq)/(temp-dliq))
2858        qs=0.622*es/(p-es)
2859        pi=(1.e5/p)**(0.2854*(1.-0.28*qs))
2860        the0k(kp)=temp*pi*exp((3374.6525/temp-2.5403)*qs*        &
2861               (1.+0.81*qs))
2862      enddo   
2863!
2864! compute temperatures for each sat. equiv. potential temp.
2865!
2866      p=plutop-dpr
2867      do kp=1,kfnp
2868        thes=the0k(kp)-dth
2869        p=p+dpr
2870        do it=1,kfnt
2871! define sat. equiv. pot. temp.
2872          thes=thes+dth
2873! iterate to find temperature
2874! find initial guess
2875          if(it.eq.1) then
2876            tgues=tmin
2877          else
2878            tgues=ttab(it-1,kp)
2879          endif
2880          es=aliq*exp((bliq*tgues-cliq)/(tgues-dliq))
2881          qs=0.622*es/(p-es)
2882          pi=(1.e5/p)**(0.2854*(1.-0.28*qs))
2883          thgues=tgues*pi*exp((3374.6525/tgues-2.5403)*qs*      &
2884               (1.+0.81*qs))
2885          f0=thgues-thes
2886          t1=tgues-0.5*f0
2887          t0=tgues
2888          itcnt=0
2889! iteration loop
2890          do itcnt=1,11
2891            es=aliq*exp((bliq*t1-cliq)/(t1-dliq))
2892            qs=0.622*es/(p-es)
2893            pi=(1.e5/p)**(0.2854*(1.-0.28*qs))
2894            thtgs=t1*pi*exp((3374.6525/t1-2.5403)*qs*(1.+0.81*qs))
2895            f1=thtgs-thes
2896            if(abs(f1).lt.toler)then
2897              exit
2898            endif
2899!           itcnt=itcnt+1
2900            dt=f1*(t1-t0)/(f1-f0)
2901            t0=t1
2902            f0=f1
2903            t1=t1-dt
2904          enddo
2905          ttab(it,kp)=t1
2906          qstab(it,kp)=qs
2907        enddo
2908      enddo   
2909!
2910! lookup table for tlog(emix/aliq)
2911!
2912! set up intial values for lookup tables
2913!
2914       astrt=1.e-3
2915       ainc=0.075
2916!
2917       a1=astrt-ainc
2918       do i=1,200
2919         a1=a1+ainc
2920         alu(i)=alog(a1)
2921       enddo   
2922!
2923   END SUBROUTINE KF_LUTAB
2924
2925END MODULE module_cu_kfeta
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.