var/da/da_ssmi/da_tb_tl.inc

   1 subroutine da_tb_tl(ifreq,theta,p0,ta,gamma,sst,wv,hwv,u,alw,zcld,            &
   2 !  tbv,tbh,                                                  &
   3   TGL_p0,TGL_ta,TGL_gamma,TGL_sst,TGL_wv,                   &
   4   TGL_hwv,TGL_u,TGL_alw,TGL_zcld,TGL_tbv,TGL_tbh           )\
   5
   6    !---------------------------------------------------------------------------
   7    ! Purpose: TBD
   8    ! Input  : TGL_p0,  TGL_ta,   TGL_gamma, TGL_sst, TGL_wv, TGL_hwv, TGL_u
   9    !          TGL_alw, TGL_zcld
  10    ! Output : TGL_tbv, TGL_tbh,  tbv,  tbh
  11    ! ---------------------------------------------------------------------------
  12
  13    implicit none
  14
  15    integer, intent(in) :: ifreq
  16    real,    intent(in) :: theta,p0,ta,gamma,sst,wv,hwv,u,alw,zcld
  17    real,    intent(in) :: TGL_p0,TGL_ta,TGL_gamma,TGL_sst,TGL_wv, TGL_hwv,TGL_u,TGL_alw,TGL_zcld
  18 !   real   , intent(in) :: tbv,tbh
  19    real,    intent(out) :: TGL_tbv,TGL_tbh
  20
  21    real :: freq(4),ebiasv(4),ebiash(4),cf1(4),cf2(4),cg(4)
  22
  23    real :: f,costhet,gx2,tbup,tbdn,tauatm,sigma,remv,remh
  24    real :: effangv,effangh,tbdnv,dum,foam,emissv,emissh
  25    real :: refv,refh,semv,semh,scatv,scath,tbdnh
  26    real :: TGL_gx2,TGL_tbup,TGL_tbdn,TGL_tauatm,TGL_sigma
  27    real :: TGL_remh,TGL_effangv,TGL_effangh
  28    ! real :: TGL_tremv
  29    real :: TGL_tbdnh,TGL_dum,TGL_foam,TGL_emissv
  30    real :: TGL_emissh,TGL_refv,TGL_refh,TGL_semv
  31    real :: TGL_semh,TGL_scatv,TGL_scath,TGL_remv,TGL_tbdnv
  32    real :: TGL_theta
  33
  34    real :: fem
  35
  36    data freq/19.35,22.235,37.0,85.5/
  37
  38    ! empirical bias corrections for surface emissivity
  39
  40    data ebiasv/0.0095, 0.005,-0.014, -0.0010/
  41    data ebiash/0.004,   0.0,-0.023, 0.043/
  42
  43    data cf1/0.0015,0.004,0.0027,0.005/
  44    data cg/4.50e-3, 5.200e-3, 5.5e-3, 7.2e-3 /
  45
  46    data cf2/0.0023,0.000,0.0002,-0.006/
  47
  48    ! 'foam' emissivity
  49    data fem /1.0/
  50
  51    if (trace_use) call da_trace_entry("da_tb_tl")
  52
  53    f = freq(ifreq)
  54    costhet = cos(theta*0.017453)
  55
  56    ! effective surface slope variance
  57
  58    gx2 = cg(ifreq)*    u
  59    TGL_gx2 = cg(ifreq)*TGL_u
  60
  61    ! get upwelling atmospheric brightness temperature
  62
  63    TGL_theta=0.0
  64    call da_tbatmos_tl(ifreq,theta,p0,wv,hwv,ta,gamma,alw,zcld, &
  65                        tbup,tbdn,tauatm,                        &
  66                        TGL_theta,TGL_p0,TGL_wv,TGL_hwv,TGL_ta,TGL_gamma,  &
  67                        TGL_alw,TGL_zcld,TGL_tbup,TGL_tbdn,      &
  68                        TGL_tauatm                              )
  69
  70    ! convert transmittance to optical depth
  71
  72    sigma = -alog(tauatm)*costhet
  73    TGL_sigma = -costhet*TGL_tauatm/tauatm
  74
  75    ! get rough surface emissivity
  76
  77    call da_roughem_tl(ifreq,gx2,sst,theta,remv,remh,         &
  78                        TGL_gx2,TGL_sst,TGL_remv,TGL_remh     )
  79
  80    ! get effective zenith angles for scattered radiation at surface
  81
  82    call da_effang_tl(ifreq,theta,gx2,sigma,effangv,effangh,    &
  83                       TGL_gx2,TGL_sigma,TGL_effangv,TGL_effangh)
  84
  85    ! get effective sky brightness temperatures for scattered radiation
  86
  87    call da_tbatmos_tl(ifreq,effangv,p0,wv,hwv,ta,gamma,alw,    &
  88                        zcld,dum,tbdnv,dum,                      &
  89                        TGL_effangv,TGL_p0,TGL_wv,TGL_hwv,       &
  90                        TGL_ta,TGL_gamma,TGL_alw,TGL_zcld,       &
  91                        TGL_dum,TGL_tbdnv,TGL_dum               )
  92
  93    call da_tbatmos_tl(ifreq,effangh,p0,wv,hwv,ta,gamma,alw,    &
  94                        zcld,dum,tbdnh,dum,                      &
  95                        TGL_effangh,TGL_p0,TGL_wv,TGL_hwv,       &
  96                        TGL_ta,TGL_gamma,TGL_alw,TGL_zcld,       &
  97                        TGL_dum,TGL_tbdnh,TGL_dum               )
  98
  99    ! compute 'foam' coverage
 100
 101    foam = cf1(ifreq)*    u
 102    TGL_foam = cf1(ifreq)*TGL_u
 103
 104    if (u .gt. 5.0) then
 105       TGL_foam = TGL_foam + cf2(ifreq)*TGL_u
 106       foam =     foam + cf2(ifreq)*(  u-5.0)
 107    end if
 108
 109    ! compute surface emissivities and reflectivity
 110
 111    emissv     =     foam*fem + (1.0 - foam)*(remv + ebiasv(ifreq))
 112    TGL_emissv = TGL_foam*fem - TGL_foam*(remv + ebiasv(ifreq)) &
 113                                 + (1.0 - foam)*TGL_remv
 114    emissh     =     foam*fem + (1.0 - foam)*(remh + ebiash(ifreq))
 115    TGL_emissh = TGL_foam*fem - TGL_foam*(remh + ebiash(ifreq)) &
 116                                 + (1.0 - foam)*TGL_remh
 117    refv     =   1.0 - emissv
 118    TGL_refv = - TGL_emissv
 119    refh     =   1.0 - emissh
 120    TGL_refh = - TGL_emissh
 121
 122    ! compute surface emission term
 123
 124    semv     = sst*emissv
 125    TGL_semv = TGL_sst*emissv + sst*TGL_emissv
 126    semh     = sst*emissh
 127    TGL_semh = TGL_sst*emissh + sst*TGL_emissh
 128
 129    ! compute surface scattering term
 130
 131    scatv     = refv*tbdnv
 132    TGL_scatv = TGL_refv*tbdnv + refv*TGL_tbdnv
 133    scath     = refh*tbdnh
 134    TGL_scath = TGL_refh*tbdnh + refh*TGL_tbdnh
 135
 136    ! combine to get space-observed brightness temperature
 137
 138    ! tbv     =     tbup + tauatm*(semv + scatv)
 139    TGL_tbv = TGL_tbup + TGL_tauatm*(semv + scatv)   &
 140                          + tauatm*(TGL_semv + TGL_scatv)
 141    ! tbh     =     tbup + tauatm*(semh + scath)
 142    TGL_tbh = TGL_tbup + TGL_tauatm*(semh + scath)   &
 143                          + tauatm*(TGL_semh + TGL_scath)
 144
 145    if (trace_use) call da_trace_exit("da_tb_tl")
 146
 147 end subroutine da_tb_tl
 148
 149