wrfv2_fire/chem/cloudchem_driver.F

   1 !**********************************************************************************
   2 ! This computer software was prepared by Battelle Memorial Institute, hereinafter
   3 ! the Contractor, under Contract No. DE-AC05-76RL0 1830 with the Department of
   4 ! Energy (DOE). NEITHER THE GOVERNMENT NOR THE CONTRACTOR MAKES ANY WARRANTY,
   5 ! EXPRESS OR IMPLIED, OR ASSUMES ANY LIABILITY FOR THE USE OF THIS SOFTWARE.
   6 !
   7 ! MOSAIC module: see module_mosaic_driver.F for information and terms of use
   8 !**********************************************************************************
   9
  10 !  file cloudchem_driver.F
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  12
  13       SUBROUTINE cloudchem_driver(                                   &
  14                id, ktau, ktauc, dtstep, dtstepc, config_flags,       &
  15                t_phy, p_phy, rho_phy, alt,                           &
  16                moist, cldfra, ph_no2,                                &
  17                chem, gas_aqfrac, numgas_aqfrac,                      &
  18                ids,ide, jds,jde, kds,kde,                            &
  19                ims,ime, jms,jme, kms,kme,                            &
  20                its,ite, jts,jte, kts,kte                             )
  21
  22 !  wet removal by grid-resolved precipitation
  23 !  scavenging of cloud-phase aerosols and gases by collection, freezing, ...
  24 !  scavenging of interstitial-phase aerosols by impaction
  25 !  scavenging of gas-phase gases by mass transfer and reaction
  26
  27 !----------------------------------------------------------------------
  28    USE module_configure
  29    USE module_state_description
  30    USE module_model_constants
  31    USE module_mosaic_cloudchem, only: mosaic_cloudchem_driver
  32
  33    !  This driver calls subroutines for wet scavenging.
  34    !
  35    !  1. MADE-SORGAM (not yet implemented)
  36    !  2. MOSAIC
  37
  38 !----------------------------------------------------------------------
  39    IMPLICIT NONE
  40 !======================================================================
  41 ! Grid structure in physics part of WRF
  42 !----------------------------------------------------------------------
  43 ! The horizontal velocities used in the physics are unstaggered
  44 ! relative to temperature/moisture variables. All predicted
  45 ! variables are carried at half levels except w, which is at full
  46 ! levels. Some arrays with names (*8w) are at w (full) levels.
  47 !
  48 !----------------------------------------------------------------------
  49 ! In WRF, kms (smallest number) is the bottom level and kme (largest
  50 ! number) is the top level.  In your scheme, if 1 is at the top level,
  51 ! then you have to reverse the order in the k direction.
  52 !
  53 !         kme      -   half level (no data at this level)
  54 !         kme    ----- full level
  55 !         kme-1    -   half level
  56 !         kme-1  ----- full level
  57 !         .
  58 !         .
  59 !         .
  60 !         kms+2    -   half level
  61 !         kms+2  ----- full level
  62 !         kms+1    -   half level
  63 !         kms+1  ----- full level
  64 !         kms      -   half level
  65 !         kms    ----- full level
  66 !
  67 !======================================================================
  68 ! Definitions
  69 !-----------
  70 !-- alt       inverse density
  71 !-- t_phy         temperature (K)
  72 !-- w             vertical velocity (m/s)
  73 !-- moist         moisture array (4D - last index is species) (kg/kg)
  74 !-- dz8w          dz between full levels (m)
  75 !-- p8w           pressure at full levels (Pa)
  76 !-- p_phy         pressure (Pa)
  77 !                 points (dimensionless)
  78 !-- z             3D height with lowest level being the terrain
  79 !-- rho_phy       density (kg/m^3)
  80 !-- qlsink        Fractional cloud water sink (/s)
  81 !-- precr         rain precipitation rate at all levels (kg/m2/s)
  82 !-- preci         ice precipitation rate at all levels (kg/m2/s)
  83 !-- precs         snow precipitation rate at all levels (kg/m2/s)
  84 !-- precg         graupel precipitation rate at all levels (kg/m2/s)                             &
  85 !-- R_d           gas constant for dry air ( 287. J/kg/K)
  86 !-- R_v           gas constant for water vapor (461 J/k/kg)
  87 !-- Cp            specific heat at constant pressure (1004 J/k/kg)
  88 !-- rvovrd        R_v divided by R_d (dimensionless)
  89 !-- G             acceleration due to gravity (m/s^2)
  90 !-- ids           start index for i in domain
  91 !-- ide           end index for i in domain
  92 !-- jds           start index for j in domain
  93 !-- jde           end index for j in domain
  94 !-- kds           start index for k in domain
  95 !-- kde           end index for k in domain
  96 !-- ims           start index for i in memory
  97 !-- ime           end index for i in memory
  98 !-- jms           start index for j in memory
  99 !-- jme           end index for j in memory
 100 !-- kms           start index for k in memory
 101 !-- kme           end index for k in memory
 102 !-- its           start index for i in tile
 103 !-- ite           end index for i in tile
 104 !-- jts           start index for j in tile
 105 !-- jte           end index for j in tile
 106 !-- kts           start index for k in tile
 107 !-- kte           end index for k in tile
 108 !-- config_flags%kemit  end index for k for emissions arrays
 109 !
 110 !======================================================================
 111
 112    TYPE(grid_config_rec_type),  INTENT(IN   )    :: config_flags
 113
 114    INTEGER,      INTENT(IN   )    ::                                &
 115                                       ids,ide, jds,jde, kds,kde,    &
 116                                       ims,ime, jms,jme, kms,kme,    &
 117                                       its,ite, jts,jte, kts,kte,    &
 118                                       id, ktau, ktauc,              &
 119                                       numgas_aqfrac
 120       REAL,      INTENT(IN   ) :: dtstep, dtstepc
 121 !
 122 ! moisture variables
 123 !
 124    REAL, DIMENSION( ims:ime, kms:kme, jms:jme, num_moist ),         &
 125          INTENT(IN ) ::                                   moist
 126
 127 ! input from meteorology
 128    REAL,  DIMENSION( ims:ime , kms:kme , jms:jme )         ,        &
 129           INTENT(IN   ) ::                                          &
 130                                 t_phy,                              &
 131                                 p_phy,                              &
 132                                 rho_phy,                            &
 133                                 alt,                                &
 134                                 cldfra,                             &
 135                                 ph_no2
 136 !
 137 ! all advected chemical species
 138 !
 139    REAL, DIMENSION( ims:ime, kms:kme, jms:jme, num_chem ),          &
 140          INTENT(INOUT ) ::                                chem
 141
 142    REAL, DIMENSION( ims:ime, kms:kme, jms:jme, numgas_aqfrac ),     &
 143          INTENT(INOUT ) ::                                gas_aqfrac
 144
 145
 146
 147 ! LOCAL  VAR
 148      integer :: ii,jj,kk
 149
 150
 151 !-----------------------------------------------------------------
 152
 153 ! These are unneeded, since the default behavior is to do nothing.
 154 ! If the default changes, then lines need to be added for CBMZ and
 155 ! CBMZ_BB.
 156 !   IF (config_flags%chem_opt .eq. 0) return
 157 !   IF (config_flags%chem_opt .eq. 1) return
 158
 159 !
 160 ! select which aerosol scheme to take
 161 !
 162    cps_select: SELECT CASE(config_flags%chem_opt)
 163
 164    CASE (CBMZ_MOSAIC_4BIN, CBMZ_MOSAIC_8BIN, CBMZ_MOSAIC_4BIN_AQ, CBMZ_MOSAIC_8BIN_AQ)
 165
 166        call wrf_debug(15,'cloudchem_driver calling mosaic_cloudchem_driver')
 167        call mosaic_cloudchem_driver(                  &
 168             id, ktau, ktauc, dtstepc, config_flags,   &
 169             p_phy, t_phy, rho_phy, alt,               &
 170             cldfra, ph_no2,                           &
 171             moist, chem,                              &
 172             gas_aqfrac, numgas_aqfrac,                &
 173             ids,ide, jds,jde, kds,kde,                &
 174             ims,ime, jms,jme, kms,kme,                &
 175             its,ite, jts,jte, kts,kte )
 176
 177    CASE DEFAULT
 178
 179    END SELECT cps_select
 180
 181    END SUBROUTINE cloudchem_driver
 182