!--------------------------------------------------------------------- ! Copyright (C) GFD Dennou Club, 2005. All rights reserved. !--------------------------------------------------------------------- ! physics_ground.f90 ! SST, 及び地表面諸量の読み込み ! ! History ! 2005/09/20 Yamada Yukiko create ! 2007-05-17 M. Ishiwatari xy_SurfTemp の受授特性を out から inout ! に変更. ! ! TODO ! * 各種パラメータはファイルから読み込むようにもできるようにするべし ! まず, ファイルからの読みこみ, そうでなければデフォルト値の ! 適用, という優先順位が良いように思われる. ! * 1 回設定すれば良い場合と毎ステップ設定しないといけない場合の処理は? module physics_ground_mod use type_mod, only : REKIND, DBKIND, INTKIND, TOKEN, STRING implicit none private public :: physics_ground logical, save :: physics_ground_initialized = .false. contains subroutine physics_ground( & & xy_SurfTemp ,& ! (inout) 地表温度 & xy_SurfAlbedo, & !(out) 地表アルベド & xy_SurfHumidCoeff, & !(out) 地表湿潤度 & xy_SurfRoughLength, & !(out) 地表粗度長 & xy_SurfCondition, & !(out) 地表状態. & xy_SurfHeatCapacity, & !(out) 地表熱容量 & xy_GroundTempFlux, & !(out) 地中熱フラックス & y_Lat ) ! (in) 緯度座標 ! != 地表面パラメータの設定 ! != TODO (2006-8-16 石渡) ! * 他にも設定できるパラメータを増やすべきだ. ! 例えば, AGCM5 では ! REAL GRZSD ( IDIM*JDIM ) !" 地表高度分散 = 0.0 ! というのが設定できるようになっている. ! * 設定方法として何を用意するべきか決めないといけない. ! 考えられる方法は以下の通り. ! * namelist で読み込んだデフォルト値(single value)で全部埋める. ! * nc ファイルから分布を読み込む ! * モデルの中で分布を計算する ! 例えば, SST の場合は SurfCond にも依存する, ! アルベドは SST に依存するetc ! * パラメータ毎に設定サブルーチンを用意するべきかもしれない. ! use type_mod, only: REKIND, DBKIND, INTKIND, TOKEN, STRING use grid_3d_mod, only: im, jm, km use nmlfile_mod, only : nmlfile_init, nmlfile_open, nmlfile_close use dc_trace, only: SetDebug, BeginSub, EndSub, DbgMessage, DataDump use dc_message , only : MessageNotify implicit none real(DBKIND), intent(in) :: y_Lat(:) ! 緯度座標 real(DBKIND), intent(inout) :: xy_SurfTemp(im,jm) ! 地表面温度 real(DBKIND), intent(out) :: xy_SurfAlbedo(im,jm) ! 地表アルベド real(DBKIND), intent(out) :: xy_SurfHumidCoeff(im,jm) ! 地表湿潤度 real(DBKIND), intent(out) :: xy_SurfRoughLength(im,jm) ! 地表粗度長 real(DBKIND), intent(out) :: xy_SurfHeatCapacity(im,jm) ! 地表熱容量 real(DBKIND), intent(out) :: xy_GroundTempFlux(im,jm) ! 地中熱フラックス integer(INTKIND), intent(out) :: xy_SurfCondition(im,jm) ! 地表状態 ! 1 未満は SST 固定. 1 以上は swamp character(STRING), parameter:: subname = "physics_ground" real(DBKIND) :: DefaultSurfAlbedo ! 地表アルベドデフォルト値 real(DBKIND) :: DefaultSurfHumidCoeff ! 地表湿潤度デフォルト値 real(DBKIND) :: DefaultSurfRoughLength ! 地表粗度長デフォルト値 real(DBKIND) :: DefaultSurfHeatCapacity ! 地表熱容量デフォルト値 real(DBKIND) :: DefaultGroundTempFlux ! 地中熱フラックスデフォルト値 integer(INTKIND) :: DefaultSurfCondition ! 地表状態デフォルト値 real(DBKIND) :: xy_SeaSurfaceTemp(im,jm) ! 海表面温度 integer(INTKIND) :: nmlstat, nmlunit logical :: nmlreadable integer(INTKIND) :: i, j ! Hosaka et al. (1998) SST 用パラメータ ! (2006-8-16 石渡) あくまで暫定処理 real(DBKIND), parameter :: TEQ = 302.0d0 real(DBKIND), parameter :: ALAT0 = 0.0d0 real(DBKIND), parameter :: ALAT1 = 30.0d0 real(DBKIND), parameter :: ALPHA = 60.0d0 real(DBKIND), parameter :: BETA = 32.0d0 real(DBKIND), parameter :: GAMMA = 0.0d0 real(DBKIND), parameter :: ALACON = 7.0d0 namelist /ground_nml/ & & DefaultSurfAlbedo, & ! 地表アルベドデフォルト値 & DefaultSurfHumidCoeff, & ! 地表湿潤度デフォルト値 & DefaultSurfRoughLength, & ! 地表粗度長デフォルト値 & DefaultSurfHeatCapacity, & ! 地表熱容量デフォルト値 & DefaultGroundTempFlux, & ! 地中熱フラックスデフォルト値 & DefaultSurfCondition ! 地表状態デフォルト値 continue ! 開始処理 call BeginSub(subname) ! (2007-5-17 石渡) 追加 ! if (physics_ground_initialized) then !! call EndSub( subname, '%c is already called.', c1=trim(subname) ) ! return ! continue ! else ! endif ! 地表状態の設定 DefaultSurfAlbedo = 0.0 ! 地表アルベド DefaultSurfHumidCoeff = 1.0 ! 地表湿潤度 DefaultSurfRoughLength = 0.0001 ! 地表粗度長 DefaultSurfHeatCapacity = 0.0 ! 地表熱容量 DefaultGroundTempFlux = 0.0 ! 地中熱フラックス DefaultSurfCondition = 0 ! 地表状態 call nmlfile_init call nmlfile_open(nmlunit, nmlreadable) if (nmlreadable) then read(nmlunit, nml=ground_nml, iostat=nmlstat) call DbgMessage('Stat of NAMELIST ground_nml Input is <%d>', & & i=(/nmlstat/)) write(0, nml=ground_nml) else call DbgMessage('Not Read NAMELIST ground_nml') call MessageNotify('W', subname, & & 'Can not Read NAMELIST ground_nml. Force Use Default Value.') end if call nmlfile_close ! ファイルからも入力できるようにするべし. ! (2007-5-20 石渡) 追加 ! その他の地表面パラメータの設定. ! 地表状態と同様に処理するべき. xy_SurfAlbedo = DefaultSurfAlbedo xy_SurfHumidCoeff = DefaultSurfHumidCoeff xy_SurfRoughLength = DefaultSurfRoughLength xy_SurfHeatCapacity = DefaultSurfHeatCapacity xy_GroundTempFlux = DefaultGroundTempFlux xy_SurfCondition = DefaultSurfCondition !---------------------------------------------------------------- ! 地表面温度の設定 !---------------------------------------------------------------- !----- 海面温度の設定 ----- ! Hosaka et al. (1998) の SST 分布を与えてしまう. ! これは暫定的処置. ! 本当は ! 1. SST ファイルが指定されていればそれを入力 ! 2. そうでなければデフォルトの分布を与える ! とするべき. call mksst( & & xy_SeaSurfaceTemp , & & y_Lat , & & TEQ , ALAT0 , ALAT1 , ALPHA , BETA , GAMMA , & & ALACON ) !----- 地表面温度を海面温度で置き換え----- ! (2007-08-27 石渡) ! * 次は SST の初期値の設定をしているだけ. ! * 本当は xy_SurfCondition を参照して SST 固定グリッドだけ ! SST 値を与えるようにしないといけない ! (SST を固定する grid と SST を時間発展させる grid が ! 混在していても可とするべき). ! * 現状では, physics_ground は SST の初期値の設定をしている ! だけであるが, いずれは SST 他の値に応じて表面アルベドの ! 変えることをここでやれるようにしたい. if (physics_ground_initialized) then else xy_SurfTemp = xy_SeaSurfaceTemp physics_ground_initialized = .true. endif ! 終了処理 call EndSub(subname) end subroutine physics_ground subroutine mksst( & & xy_SeaSurfaceTemp , & & y_Lat , & & TEQ , ALAT0 , ALAT1 , ALPHA , BETA , GAMMA , & & ALACON ) ! use type_mod, only: REKIND, DBKIND, INTKIND, TOKEN, STRING use grid_3d_mod, only: im, jm, km use constants_mod, only: PI use dc_trace, only: SetDebug, BeginSub, EndSub, DbgMessage, DataDump implicit none real(DBKIND), intent(in) :: & & y_Lat(:) ,& ! (in) 経度座標 & TEQ , ALAT0 , ALAT1 , ALPHA , BETA , GAMMA , ALACON real(DBKIND), intent(out) :: & & xy_SeaSurfaceTemp(im,jm) ! (out) 地表面温度 character(STRING), parameter:: subname = "mksst" integer(INTKIND) :: i, j ! do ループ用作業変数 (東西 i*、南北 j*、鉛直 k*、波数 l*用) real(DBKIND) :: PHI1, AB4, PHI, GSSTP, ALATP, ALATM, GSSTMX integer(INTKIND) :: JP, JMM continue !---------------------------------------------------------------- ! 開始処理 !---------------------------------------------------------------- call BeginSub(subname) !---------------------------------------------------------------- ! 海表面温度の設定 !---------------------------------------------------------------- PHI1 = ABS( ALAT1 * PI/180. ) AB4 = 2. *( PHI1**3 )*BETA/ALPHA do j = 1, jm PHI = ABS( y_Lat( J )*PI/180. - ALAT0 *PI/180. ) GSSTP = TEQ & & - ALPHA/2. & & * ( PHI - MAX( SQRT( PHI1**2+AB4 ) & & - SQRT( (PHI-PHI1)**2+AB4 ), 0. ) ) & & + GAMMA *( PHI**3 ) do i = 1, im xy_SeaSurfaceTemp(i,j) = GSSTP end do end do ! ---- 中心 ALAT0 +/- ALACON の間を平坦に ----- ALATP = ( ALAT0 + ALACON )*PI/180. ALATM = ( ALAT0 - ALACON )*PI/180. JP = 1 JMM = jm do j = 1, jm IF ( (-y_Lat( J )*PI/180.) .GT. ALATP ) THEN JMM = J ENDIF IF ( (-y_Lat( J )*PI/180.) .GE. ALATM ) THEN JP = J ENDIF end do GSSTMX = ( xy_SeaSurfaceTemp(1,JP) * ( ALATP - y_Lat(JP+1)*PI/180.) & & + xy_SeaSurfaceTemp(1,JP+1) * ( y_Lat(JP)*PI/180. - ALATP )) & & /( y_Lat(JP)*PI/180. - y_Lat(JP+1)*PI/180. ) do j = JMM+1, JP do i = 1, im xy_SeaSurfaceTemp(i,j) = GSSTMX end do end do !---------------------------------------------------------------- ! 終了処理 !---------------------------------------------------------------- call EndSub(subname) end subroutine mksst end module physics_ground_mod