GCC Code Coverage Report
Directory: ./ Exec Total Coverage
File: phylmd/orbite.F90 Lines: 39 86 45.3 %
Date: 2023-06-30 12:56:34 Branches: 23 44 52.3 %

Line Branch Exec Source
1
2
! $Header$
3
4
! ======================================================================
5
SUBROUTINE orbite(xjour, longi, dist)
6
  IMPLICIT NONE
7
  ! ======================================================================
8
  ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) (adapte du GCM du LMD) date: 19930818
9
  ! Objet: pour un jour donne, calculer la longitude vraie de la terre
10
  ! (par rapport au point vernal-21 mars) dans son orbite solaire
11
  ! calculer aussi la distance terre-soleil (unite astronomique)
12
  ! ======================================================================
13
  ! Arguments:
14
  ! xjour--INPUT--R- jour de l'annee a compter du 1er janvier
15
  ! longi--OUTPUT-R- longitude vraie en degres par rapport au point
16
  ! vernal (21 mars) en degres
17
  ! dist---OUTPUT-R- distance terre-soleil (par rapport a la moyenne)
18
  REAL xjour, longi, dist
19
  ! ======================================================================
20
  include "YOMCST.h"
21
22
  ! -- Variables dynamiques locales
23
  REAL pir, xl, xllp, xee, xse, xlam, dlamm, anm, ranm, anv, ranv
24
25
  pir = 4.0*atan(1.0)/180.0
26
  xl = r_peri + 180.0
27
  xllp = xl*pir
28
  xee = r_ecc*r_ecc
29
  xse = sqrt(1.0-xee)
30
  xlam = (r_ecc/2.0+r_ecc*xee/8.0)*(1.0+xse)*sin(xllp) - &
31
    xee/4.0*(0.5+xse)*sin(2.0*xllp) + r_ecc*xee/8.0*(1.0/3.0+xse)*sin(3.0* &
32
    xllp)
33
  xlam = 2.0*xlam/pir
34
  dlamm = xlam + (xjour-81.0)
35
  anm = dlamm - xl
36
  ranm = anm*pir
37
  xee = xee*r_ecc
38
  ranv = ranm + (2.0*r_ecc-xee/4.0)*sin(ranm) + 5.0/4.0*r_ecc*r_ecc*sin(2.0* &
39
    ranm) + 13.0/12.0*xee*sin(3.0*ranm)
40
41
  anv = ranv/pir
42
  longi = anv + xl
43
44
  dist = (1-r_ecc*r_ecc)/(1+r_ecc*cos(pir*(longi-(r_peri+180.0))))
45
  RETURN
46
END SUBROUTINE orbite
47
! ======================================================================
48
SUBROUTINE angle(longi, lati, frac, muzero)
49
  USE dimphy
50
  IMPLICIT NONE
51
  ! ======================================================================
52
  ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930818
53
  ! Objet: Calculer la duree d'ensoleillement pour un jour et la hauteur
54
  ! du soleil (cosinus de l'angle zinithal) moyenne sur la journee
55
  ! ======================================================================
56
  ! Arguments:
57
  ! longi----INPUT-R- la longitude vraie de la terre dans son plan
58
  ! solaire a partir de l'equinoxe de printemps (degre)
59
  ! lati-----INPUT-R- la latitude d'un point sur la terre (degre)
60
  ! frac-----OUTPUT-R la duree d'ensoleillement dans la journee divisee
61
  ! par 24 heures (unite en fraction de 0 a 1)
62
  ! muzero---OUTPUT-R la moyenne du cosinus de l'angle zinithal sur
63
  ! la journee (0 a 1)
64
  ! ======================================================================
65
  REAL longi
66
  REAL lati(klon), frac(klon), muzero(klon)
67
  include "YOMCST.h"
68
  REAL lat, omega, lon_sun, lat_sun
69
  REAL pi_local, incl
70
  INTEGER i
71
72
  pi_local = 4.0*atan(1.0)
73
  incl = r_incl*pi_local/180.
74
75
  lon_sun = longi*pi_local/180.0
76
  lat_sun = asin(sin(lon_sun)*sin(incl))
77
78
  DO i = 1, klon
79
    lat = lati(i)*pi_local/180.0
80
81
    IF (lat>=(pi_local/2.+lat_sun) .OR. lat<=(-pi_local/2.+lat_sun)) THEN
82
      omega = 0.0 ! nuit polaire
83
    ELSE IF (lat>=(pi_local/2.-lat_sun) .OR. lat<=(-pi_local/2.-lat_sun)) &
84
        THEN
85
      omega = pi_local ! journee polaire
86
    ELSE
87
      omega = -tan(lat)*tan(lat_sun)
88
      omega = acos(omega)
89
    END IF
90
91
    frac(i) = omega/pi_local
92
93
    IF (omega>0.0) THEN
94
      muzero(i) = sin(lat)*sin(lat_sun) + cos(lat)*cos(lat_sun)*sin(omega)/ &
95
        omega
96
    ELSE
97
      muzero(i) = 0.0
98
    END IF
99
  END DO
100
101
  RETURN
102
END SUBROUTINE angle
103
! ====================================================================
104
288
SUBROUTINE zenang(longi, gmtime, pdtrad1, pdtrad2, lat, long, pmu0, frac)
105
  USE dimphy
106
  IMPLICIT NONE
107
  ! =============================================================
108
  ! Auteur : O. Boucher (LMD/CNRS)
109
  ! d'apres les routines zenith et angle de Z.X. Li
110
  ! Objet  : calculer les valeurs moyennes du cos de l'angle zenithal
111
  ! et l'ensoleillement moyen entre gmtime1 et gmtime2
112
  ! connaissant la declinaison, la latitude et la longitude.
113
  ! Rque   : Different de la routine angle en ce sens que zenang
114
  ! fournit des moyennes de pmu0 et non des valeurs
115
  ! instantanees, du coup frac prend toutes les valeurs
116
  ! entre 0 et 1. La routine integre entre gmtime+pdtrad1 et
117
  ! gmtime+pdtrad2 avec pdtrad1 et pdtrad2 exprimes en secondes.
118
  ! Date   : premiere version le 13 decembre 1994
119
  ! revu pour  GCM  le 30 septembre 1996
120
  ! revu le 3 septembre 2015 pour les bornes de l'integrale
121
  ! ===============================================================
122
  ! longi : la longitude vraie de la terre dans son plan
123
  ! solaire a partir de l'equinoxe de printemps (degre)
124
  ! gmtime : temps universel en fraction de jour
125
  ! pdtrad1 : borne inferieure du pas de temps du rayonnement (secondes)
126
  ! pdtrad2 : borne inferieure du pas de temps du rayonnement (secondes)
127
  ! pdtrad2-pdtrad1 correspond a pdtrad, le pas de temps du rayonnement (secondes)
128
  ! lat------INPUT : latitude en degres
129
  ! long-----INPUT : longitude en degres
130
  ! pmu0-----OUTPUT: angle zenithal moyen entre gmtime+pdtrad1 et gmtime+pdtrad2
131
  ! frac-----OUTPUT: ensoleillement moyen entre gmtime+pdtrad1 et gmtime+pdtrad2
132
  ! ================================================================
133
  include "YOMCST.h"
134
  ! ================================================================
135
  REAL, INTENT (IN) :: longi, gmtime, pdtrad1, pdtrad2
136
  REAL lat(klon), long(klon), pmu0(klon), frac(klon)
137
  ! ================================================================
138
  INTEGER i
139
  REAL gmtime1, gmtime2
140
  REAL pi_local, deux_pi_local, incl
141
  REAL omega1, omega2, omega
142
  ! omega1, omega2 : temps 1 et 2 exprime en radian avec 0 a midi.
143
  ! omega : heure en radian du coucher de soleil
144
  ! -omega est donc l'heure en radian de lever du soleil
145
  REAL omegadeb, omegafin
146
  REAL zfrac1, zfrac2, z1_mu, z2_mu
147
  REAL lat_sun ! declinaison en radian
148
  REAL lon_sun ! longitude solaire en radian
149
  REAL latr    ! latitude du pt de grille en radian
150
  ! ================================================================
151
152
  pi_local = 4.0*atan(1.0)
153
  deux_pi_local = 2.0*pi_local
154
288
  incl = r_incl*pi_local/180.
155
156
288
  lon_sun = longi*pi_local/180.0
157
288
  lat_sun = asin(sin(lon_sun)*sin(incl))
158
159
288
  gmtime1 = gmtime*86400. + pdtrad1
160
288
  gmtime2 = gmtime*86400. + pdtrad2
161
162
286560
  DO i = 1, klon
163
164
286272
    latr = lat(i)*pi_local/180.
165
166
    omega = 0.0 !--nuit polaire
167
168

286272
    IF (latr>=(pi_local/2.-lat_sun) .OR. latr<=(-pi_local/2.-lat_sun)) THEN
169
      omega = pi_local ! journee polaire
170
    END IF
171
172
    IF (latr<(pi_local/2.+lat_sun) .AND. latr>(-pi_local/2.+lat_sun) .AND. &
173


286272
        latr<(pi_local/2.-lat_sun) .AND. latr>(-pi_local/2.-lat_sun)) THEN
174
211968
      omega = -tan(latr)*tan(lat_sun)
175
211968
      omega = acos(omega)
176
    END IF
177
178
286272
    omega1 = gmtime1 + long(i)*86400.0/360.0
179
286272
    omega1 = omega1/86400.0*deux_pi_local
180
286272
    omega1 = mod(omega1+deux_pi_local, deux_pi_local)
181
286272
    omega1 = omega1 - pi_local
182
183
286272
    omega2 = gmtime2 + long(i)*86400.0/360.0
184
286272
    omega2 = omega2/86400.0*deux_pi_local
185
286272
    omega2 = mod(omega2+deux_pi_local, deux_pi_local)
186
286272
    omega2 = omega2 - pi_local
187
188
286560
    IF (omega1<=omega2) THEN !--on est dans la meme journee locale
189
190

274344
      IF (omega2<=-omega .OR. omega1>=omega .OR. omega<1E-5) THEN !--nuit
191
123925
        frac(i) = 0.0
192
123925
        pmu0(i) = 0.0
193
      ELSE !--jour+nuit/jour
194
150419
        omegadeb = max(-omega, omega1)
195
150419
        omegafin = min(omega, omega2)
196
150419
        frac(i) = (omegafin-omegadeb)/(omega2-omega1)
197
        pmu0(i) = sin(latr)*sin(lat_sun) + cos(latr)*cos(lat_sun)*(sin( &
198
150419
          omegafin)-sin(omegadeb))/(omegafin-omegadeb)
199
      END IF
200
201
    ELSE !---omega1 GT omega2 -- a cheval sur deux journees
202
203
      ! -------------------entre omega1 et pi
204
11928
      IF (omega1>=omega) THEN !--nuit
205
        zfrac1 = 0.0
206
        z1_mu = 0.0
207
      ELSE !--jour+nuit
208
1548
        omegadeb = max(-omega, omega1)
209
        omegafin = omega
210
1548
        zfrac1 = omegafin - omegadeb
211
        z1_mu = sin(latr)*sin(lat_sun) + cos(latr)*cos(lat_sun)*(sin(omegafin &
212
1548
          )-sin(omegadeb))/(omegafin-omegadeb)
213
      END IF
214
      ! ---------------------entre -pi et omega2
215
11928
      IF (omega2<=-omega) THEN !--nuit
216
        zfrac2 = 0.0
217
        z2_mu = 0.0
218
      ELSE !--jour+nuit
219
        omegadeb = -omega
220
1548
        omegafin = min(omega, omega2)
221
1548
        zfrac2 = omegafin - omegadeb
222
        z2_mu = sin(latr)*sin(lat_sun) + cos(latr)*cos(lat_sun)*(sin(omegafin &
223
1548
          )-sin(omegadeb))/(omegafin-omegadeb)
224
225
      END IF
226
      ! -----------------------moyenne
227
11928
      frac(i) = (zfrac1+zfrac2)/(omega2+deux_pi_local-omega1)
228
11928
      pmu0(i) = (zfrac1*z1_mu+zfrac2*z2_mu)/max(zfrac1+zfrac2, 1.E-10)
229
230
    END IF !---comparaison omega1 et omega2
231
232
  END DO
233
234
288
END SUBROUTINE zenang
235
! ===================================================================
236
SUBROUTINE zenith(longi, gmtime, lat, long, pmu0, fract)
237
  USE dimphy
238
  IMPLICIT NONE
239
240
  ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/ENS)
241
242
  ! Objet: calculer le cosinus de l'angle zenithal du soleil en
243
  ! connaissant la declinaison du soleil, la latitude et la
244
  ! longitude du point sur la terre, et le temps universel
245
246
  ! Arguments d'entree:
247
  ! longi  : declinaison du soleil (en degres)
248
  ! gmtime : temps universel en second qui varie entre 0 et 86400
249
  ! lat    : latitude en degres
250
  ! long   : longitude en degres
251
  ! Arguments de sortie:
252
  ! pmu0   : cosinus de l'angle zenithal
253
254
  ! ====================================================================
255
  include "YOMCST.h"
256
  ! ====================================================================
257
  REAL longi, gmtime
258
  REAL lat(klon), long(klon), pmu0(klon), fract(klon)
259
  ! =====================================================================
260
  INTEGER n
261
  REAL zpi, zpir, omega, zgmtime
262
  REAL incl, lat_sun, lon_sun
263
  ! ----------------------------------------------------------------------
264
  zpi = 4.0*atan(1.0)
265
  zpir = zpi/180.0
266
  zgmtime = gmtime*86400.
267
268
  incl = r_incl*zpir
269
270
  lon_sun = longi*zpir
271
  lat_sun = asin(sin(lon_sun)*sin(incl))
272
273
  ! --initialisation a la nuit
274
275
  DO n = 1, klon
276
    pmu0(n) = 0.
277
    fract(n) = 0.0
278
  END DO
279
280
  ! 1 degre en longitude = 240 secondes en temps
281
282
  DO n = 1, klon
283
    omega = zgmtime + long(n)*86400.0/360.0
284
    omega = omega/86400.0*2.0*zpi
285
    omega = mod(omega+2.0*zpi, 2.0*zpi)
286
    omega = omega - zpi
287
    pmu0(n) = sin(lat(n)*zpir)*sin(lat_sun) + cos(lat(n)*zpir)*cos(lat_sun)* &
288
      cos(omega)
289
    pmu0(n) = max(pmu0(n), 0.0)
290
    IF (pmu0(n)>1.E-6) fract(n) = 1.0
291
  END DO
292
293
  RETURN
294
END SUBROUTINE zenith