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2 |
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! $Header$ |
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4 |
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SUBROUTINE flxtr(pdtime, pmfu, pmfd, pen_u, pde_u, pen_d, pde_d, pt, pplay, & |
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paprs, kcbot, kctop, kdtop, x, dx) |
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USE dimphy |
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IMPLICIT NONE |
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! ===================================================================== |
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! Objet : Melange convectif de traceurs a partir des flux de masse |
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! Date : 13/12/1996 -- 13/01/97 |
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! Auteur: O. Boucher (LOA) sur inspiration de Z. X. Li (LMD), |
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! Brinkop et Sausen (1996) et Boucher et al. (1996). |
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! ATTENTION : meme si cette routine se veut la plus generale possible, |
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! elle a herite de certaines notations et conventions du |
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! schema de Tiedtke (1993). |
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! --En particulier, les couches sont numerotees de haut en bas !!! |
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! Ceci est valable pour les flux, kcbot, kctop et kdtop |
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! mais pas pour les entrees x, pplay, paprs !!!! |
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! --Un schema amont est choisi pour calculer les flux pour s'assurer |
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! de la positivite des valeurs de traceurs, cela implique des eqs |
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! differentes pour les flux de traceurs montants et descendants. |
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! --pmfu est positif, pmfd est negatif |
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! --Tous les flux d'entrainements et de detrainements sont positifs |
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! contrairement au schema de Tiedtke d'ou les changements de signe!!!! |
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! ===================================================================== |
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include "YOMCST.h" |
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include "YOECUMF.h" |
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30 |
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REAL pdtime |
31 |
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|
! --les flux sont definis au 1/2 niveaux |
32 |
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|
! --pmfu(klev+1) et pmfd(klev+1) sont implicitement nuls |
33 |
|
|
REAL pmfu(klon, klev) ! flux de masse dans le panache montant |
34 |
|
|
REAL pmfd(klon, klev) ! flux de masse dans le panache descendant |
35 |
|
|
REAL pen_u(klon, klev) ! flux entraine dans le panache montant |
36 |
|
|
REAL pde_u(klon, klev) ! flux detraine dans le panache montant |
37 |
|
|
REAL pen_d(klon, klev) ! flux entraine dans le panache descendant |
38 |
|
|
REAL pde_d(klon, klev) ! flux detraine dans le panache descendant |
39 |
|
|
! --idem mais en variables locales |
40 |
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|
REAL zpen_u(klon, klev) |
41 |
|
|
REAL zpde_u(klon, klev) |
42 |
|
|
REAL zpen_d(klon, klev) |
43 |
|
|
REAL zpde_d(klon, klev) |
44 |
|
|
|
45 |
|
|
REAL pplay(klon, klev) ! pression aux couches (bas en haut) |
46 |
|
|
REAL pap(klon, klev) ! pression aux couches (haut en bas) |
47 |
|
|
REAL pt(klon, klev) ! temperature aux couches (bas en haut) |
48 |
|
|
REAL zt(klon, klev) ! temperature aux couches (haut en bas) |
49 |
|
|
REAL paprs(klon, klev+1) ! pression aux 1/2 couches (bas en haut) |
50 |
|
|
REAL paph(klon, klev+1) ! pression aux 1/2 couches (haut en bas) |
51 |
|
|
INTEGER kcbot(klon) ! niveau de base de la convection |
52 |
|
|
INTEGER kctop(klon) ! niveau du sommet de la convection +1 |
53 |
|
|
INTEGER kdtop(klon) ! niveau de sommet du panache descendant |
54 |
|
|
REAL x(klon, klev) ! q de traceur (bas en haut) |
55 |
|
|
REAL zx(klon, klev) ! q de traceur (haut en bas) |
56 |
|
|
REAL dx(klon, klev) ! tendance de traceur (bas en haut) |
57 |
|
|
|
58 |
|
|
! --variables locales |
59 |
|
|
! --les flux de x sont definis aux 1/2 niveaux |
60 |
|
|
! --xu et xd sont definis aux niveaux complets |
61 |
|
|
REAL xu(klon, klev) ! q de traceurs dans le panache montant |
62 |
|
|
REAL xd(klon, klev) ! q de traceurs dans le panache descendant |
63 |
|
|
REAL xe(klon, klev) ! q de traceurs dans l'environnement |
64 |
|
|
REAL zmfux(klon, klev+1) ! flux de x dans le panache montant |
65 |
|
|
REAL zmfdx(klon, klev+1) ! flux de x dans le panache descendant |
66 |
|
|
REAL zmfex(klon, klev+1) ! flux de x dans l'environnement |
67 |
|
|
INTEGER i, k |
68 |
|
|
REAL zmfmin |
69 |
|
|
PARAMETER (zmfmin=1.E-10) |
70 |
|
|
|
71 |
|
|
! On remet les taux d'entrainement et de detrainement dans le panache |
72 |
|
|
! descendant a des valeurs positives. |
73 |
|
|
! On ajuste les valeurs de pen_u, pen_d pde_u et pde_d pour que la |
74 |
|
|
! conservation de la masse soit realisee a chaque niveau dans les 2 |
75 |
|
|
! panaches. |
76 |
|
|
DO k = 1, klev |
77 |
|
|
DO i = 1, klon |
78 |
|
|
zpen_u(i, k) = pen_u(i, k) |
79 |
|
|
zpde_u(i, k) = pde_u(i, k) |
80 |
|
|
END DO |
81 |
|
|
END DO |
82 |
|
|
|
83 |
|
|
DO k = 1, klev - 1 |
84 |
|
|
DO i = 1, klon |
85 |
|
|
zpen_d(i, k) = -pen_d(i, k+1) |
86 |
|
|
zpde_d(i, k) = -pde_d(i, k+1) |
87 |
|
|
END DO |
88 |
|
|
END DO |
89 |
|
|
|
90 |
|
|
DO i = 1, klon |
91 |
|
|
zpen_d(i, klev) = 0.0 |
92 |
|
|
zpde_d(i, klev) = -pmfd(i, klev) |
93 |
|
|
! Correction 03 11 97 |
94 |
|
|
! zpen_d(i,kdtop(i)-1) = pmfd(i,kdtop(i)-1)-pmfd(i,kdtop(i)) |
95 |
|
|
IF (kdtop(i)==klev+1) THEN |
96 |
|
|
zpen_d(i, kdtop(i)-1) = pmfd(i, kdtop(i)-1) |
97 |
|
|
ELSE |
98 |
|
|
zpen_d(i, kdtop(i)-1) = pmfd(i, kdtop(i)-1) - pmfd(i, kdtop(i)) |
99 |
|
|
END IF |
100 |
|
|
|
101 |
|
|
zpde_u(i, kctop(i)-2) = pmfu(i, kctop(i)-1) |
102 |
|
|
zpen_u(i, klev) = pmfu(i, klev) |
103 |
|
|
END DO |
104 |
|
|
|
105 |
|
|
DO i = 1, klon |
106 |
|
|
DO k = kcbot(i), klev - 1 |
107 |
|
|
zpen_u(i, k) = pmfu(i, k) - pmfu(i, k+1) |
108 |
|
|
END DO |
109 |
|
|
END DO |
110 |
|
|
|
111 |
|
|
! conversion des sens de notations bas-haut et haut-bas |
112 |
|
|
|
113 |
|
|
DO k = 1, klev + 1 |
114 |
|
|
DO i = 1, klon |
115 |
|
|
paph(i, klev+2-k) = paprs(i, k) |
116 |
|
|
END DO |
117 |
|
|
END DO |
118 |
|
|
|
119 |
|
|
DO i = 1, klon |
120 |
|
|
DO k = 1, klev |
121 |
|
|
pap(i, klev+1-k) = pplay(i, k) |
122 |
|
|
zt(i, klev+1-k) = pt(i, k) |
123 |
|
|
zx(i, klev+1-k) = x(i, k) |
124 |
|
|
END DO |
125 |
|
|
END DO |
126 |
|
|
|
127 |
|
|
! --initialisations des flux de traceurs aux extremites de la colonne |
128 |
|
|
|
129 |
|
|
DO i = 1, klon |
130 |
|
|
zmfux(i, klev+1) = 0.0 |
131 |
|
|
zmfdx(i, 1) = 0.0 |
132 |
|
|
zmfex(i, 1) = 0.0 |
133 |
|
|
END DO |
134 |
|
|
|
135 |
|
|
! --calcul des flux dans le panache montant |
136 |
|
|
|
137 |
|
|
DO k = klev, 1, -1 |
138 |
|
|
DO i = 1, klon |
139 |
|
|
IF (k>=kcbot(i)) THEN |
140 |
|
|
xu(i, k) = zx(i, k) |
141 |
|
|
zmfux(i, k) = pmfu(i, k)*xu(i, k) |
142 |
|
|
ELSE |
143 |
|
|
zmfux(i, k) = (zmfux(i,k+1)+zpen_u(i,k)*zx(i,k))/ & |
144 |
|
|
(1.+zpde_u(i,k)/max(zmfmin,pmfu(i,k))) |
145 |
|
|
xu(i, k) = zmfux(i, k)/max(zmfmin, pmfu(i,k)) |
146 |
|
|
END IF |
147 |
|
|
END DO |
148 |
|
|
END DO |
149 |
|
|
|
150 |
|
|
! --calcul des flux dans le panache descendant |
151 |
|
|
|
152 |
|
|
DO k = 1, klev - 1 |
153 |
|
|
DO i = 1, klon |
154 |
|
|
IF (k<=kdtop(i)-1) THEN |
155 |
|
|
xd(i, k) = (zx(i,k)+xu(i,k))/2. |
156 |
|
|
zmfdx(i, k+1) = pmfd(i, k+1)*xd(i, k) |
157 |
|
|
ELSE |
158 |
|
|
zmfdx(i, k+1) = (zmfdx(i,k)-zpen_d(i,k)*zx(i,k))/ & |
159 |
|
|
(1.-zpde_d(i,k)/min(-zmfmin,pmfd(i,k+1))) |
160 |
|
|
xd(i, k) = zmfdx(i, k+1)/min(-zmfmin, pmfd(i,k+1)) |
161 |
|
|
END IF |
162 |
|
|
END DO |
163 |
|
|
END DO |
164 |
|
|
DO i = 1, klon |
165 |
|
|
zmfdx(i, klev+1) = 0.0 |
166 |
|
|
xd(i, klev) = (zpen_d(i,klev)*zx(i,klev)-zmfdx(i,klev))/ & |
167 |
|
|
max(zmfmin, zpde_d(i,klev)) |
168 |
|
|
END DO |
169 |
|
|
|
170 |
|
|
! --introduction du flux de retour dans l'environnement |
171 |
|
|
|
172 |
|
|
DO k = 1, klev - 1 |
173 |
|
|
DO i = 1, klon |
174 |
|
|
IF (k<=kctop(i)-3) THEN |
175 |
|
|
xe(i, k) = zx(i, k) |
176 |
|
|
zmfex(i, k+1) = -(pmfu(i,k+1)+pmfd(i,k+1))*xe(i, k) |
177 |
|
|
ELSE |
178 |
|
|
zmfex(i, k+1) = (zmfex(i,k)-(zpde_u(i,k)*xu(i,k)+zpde_d(i,k)*xd(i, & |
179 |
|
|
k)))/(1.-(zpen_d(i,k)+zpen_u(i,k))/min(-zmfmin,-pmfu(i,k+1)-pmfd(i, & |
180 |
|
|
k+1))) |
181 |
|
|
xe(i, k) = zmfex(i, k+1)/min(-zmfmin, -pmfu(i,k+1)-pmfd(i,k+1)) |
182 |
|
|
END IF |
183 |
|
|
END DO |
184 |
|
|
END DO |
185 |
|
|
DO i = 1, klon |
186 |
|
|
zmfex(i, klev+1) = 0.0 |
187 |
|
|
xe(i, klev) = (zpde_u(i,klev)*xu(i,klev)+zpde_d(i,klev)*xd(i,klev)-zmfex( & |
188 |
|
|
i,klev))/max(zmfmin, zpen_u(i,klev)+zpen_d(i,klev)) |
189 |
|
|
END DO |
190 |
|
|
|
191 |
|
|
! --calcul final des tendances |
192 |
|
|
|
193 |
|
|
DO k = 1, klev |
194 |
|
|
DO i = 1, klon |
195 |
|
|
dx(i, klev+1-k) = rg/(paph(i,k+1)-paph(i,k))*pdtime* & |
196 |
|
|
(zmfux(i,k+1)-zmfux(i,k)+zmfdx(i,k+1)-zmfdx(i,k)+zmfex(i,k+1)- & |
197 |
|
|
zmfex(i,k)) |
198 |
|
|
END DO |
199 |
|
|
END DO |
200 |
|
|
|
201 |
|
|
RETURN |
202 |
|
|
END SUBROUTINE flxtr |