chem/module_cbm4_initmixrats.F

   1 module module_cbm4_initmixrats
   2
   3   use module_peg_util
   4
   5
   6   integer, parameter :: cbm4_init_wrf_mixrats_flagaa = 1
   7   ! turns subr cbm4_init_wrf_mixrats on/off
   8
   9
  10 contains
  11
  12
  13   !-----------------------------------------------------------------------
  14   subroutine cbm4_init_wrf_mixrats(   &
  15        config_flags,              &
  16        z_at_w, g,                 &
  17        chem, numgas,              &
  18        ids,ide, jds,jde, kds,kde, &
  19        ims,ime, jms,jme, kms,kme, &
  20        its,ite, jts,jte, kts,kte  )
  21 !
  22 ! provides initial values for cbm4 gas species
  23 !    for gas species that are common to both cbm4 and radm2, the initial
  24 !       values are provided via the run initialization file
  25 !       (The radm2 gas species are initialized from this file
  26 !       when chem_in_opt==anything.  This ought to be changed!)
  27 !    for gas species that are in cbm4 but not in radm2, the initial values
  28 !       are provided here
  29 !    currently only hcl and "par" have non-zero initial values,
  30 !       and other species are near-zero
  31 !
  32 ! when (gas_ic_opt == gas_ic_pnnl) AND (chem_in_opt == 0),
  33 !    ozone is set to "Texas August 2000" values
  34 !
  35 ! setting cbm4_init_wrf_mixrats_flagaa = 1/0 turns this subr on/off.
  36 !
  37
  38     USE module_configure, only:  grid_config_rec_type, num_chem, &
  39          p_o3, p_ald2, p_par
  40     USE module_state_description, only:  param_first_scalar,   &
  41          gas_ic_pnnl
  42     USE module_input_chem_data, only:  bdy_chem_value
  43
  44     IMPLICIT NONE
  45
  46
  47 !-----------------------------------------------------------------------
  48 ! subr arguments
  49
  50    INTEGER, INTENT(IN) :: numgas, &
  51                           ids,ide, jds,jde, kds,kde, &
  52                           ims,ime, jms,jme, kms,kme, &
  53                           its,ite, jts,jte, kts,kte
  54
  55    REAL, INTENT(IN) :: g
  56
  57 ! perturbation and base geopotential at layer boundaries
  58    REAL, DIMENSION( ims:ime, kms:kme, jms:jme ), &
  59          INTENT(IN) :: z_at_w
  60
  61 ! advected chemical tracers
  62    REAL, DIMENSION( ims:ime, kms:kme, jms:jme, num_chem ), &
  63          INTENT(INOUT) :: chem
  64
  65    TYPE(grid_config_rec_type), INTENT(IN) :: config_flags
  66 !-----------------------------------------------------------------------
  67
  68 !   local variables
  69         integer i, j, k, kp1
  70     real, dimension( its:ite, kts:kte, jts:jte ) :: z
  71
  72         if (cbm4_init_wrf_mixrats_flagaa <= 0) return
  73
  74 !
  75 ! calculate the mid-level heights
  76 !
  77     do j = jts, min(jte,jde-1)
  78        do k = kts, kte
  79           kp1 = min(k+1, kte)
  80           do i = its, min(ite,ide-1)
  81              z(i,k,j) = (z_at_w(i,k,j)+z_at_w(i,kp1,j))*0.5
  82           end do
  83        end do
  84     end do
  85
  86 !
  87 !   when (gas_ic_opt == gas_ic_cbm4) AND (chem_in_opt == 0),
  88 !   set ozone (and other gas?) to "Texas August 2000" values
  89 !
  90         if ( (config_flags%chem_in_opt == 0) .and.   &
  91              (config_flags%gas_ic_opt == gas_ic_pnnl) ) then
  92             do j = jts, min(jte,jde-1)
  93             do k = kts, kte
  94             do i = its, min(ite,ide-1)
  95            call bdy_chem_value( chem(i,k,j,p_o3),z(i,k,j), p_o3, numgas )
  96             end do
  97             end do
  98             end do
  99         end if
 100
 101 !
 102
 103 !wig, 2-May-2007: Moved this logic to make_chem_profile so this species
 104 !                 will now come in via the real.exe generated wrfinput.
 105 !!$!
 106 !!$!   compute par initial mixing ratio from radm2 hydrocarbon species
 107 !!$!   using same formula as for par emissions
 108 !!$!
 109 !!$     do j = jts, min(jte,jde-1)
 110 !!$     do k = kts, kte
 111 !!$     do i = its, min(ite,ide-1)
 112 !!$         chem(i,k,j,p_par) =                               &
 113 !!$               0.4*chem(i,k,j,p_ald) + 2.9*chem(i,k,j,p_hc3)   &
 114 !!$             + 4.8*chem(i,k,j,p_hc5) + 7.9*chem(i,k,j,p_hc8)   &
 115 !!$             + 0.9*chem(i,k,j,p_ket) + 2.8*chem(i,k,j,p_oli)   &
 116 !!$             + 1.8*chem(i,k,j,p_olt) + 1.0*chem(i,k,j,p_ora2)
 117 !!$     end do
 118 !!$     end do
 119 !!$     end do
 120
 121         return
 122       end subroutine cbm4_init_wrf_mixrats
 123
 124
 125
 126
 127
 128
 129 !-----------------------------------------------------------------------
 130         subroutine bdy_chem_value_cbm4 ( chem_bv, z, nch, numgas )
 131 !
 132 ! provides boundary values for cbm4 gas species
 133 !    for gas species that are common to both cbm4 and radm2, the boundary
 134 !       values are provided by subr bdy_chem_value
 135 !    for gas species that are in cbm4 but not in radm2, the boundary values
 136 !       are provided here, except for par
 137 !    currently only "hcl" has a non-zero boundary value,
 138 !       and other species are near-zero
 139 !
 140 ! this is outside of the module declaration because of potential
 141 !    module1 --> module2 --> module1 use conflicts
 142 !
 143         use module_configure, only:  grid_config_rec_type,   &
 144             p_par, p_ald2
 145         use module_input_chem_data, only:  bdy_chem_value
 146
 147         implicit none
 148
 149 ! arguments
 150         REAL,    INTENT(OUT)  :: chem_bv    ! boundary value for chem(-,-,-,nch)
 151         REAL,    INTENT(IN)   :: z          ! height
 152         INTEGER, INTENT(IN)   :: nch        ! index number of chemical species
 153     INTEGER, INTENT(IN)   :: numgas     ! index number of last gas species
 154 ! local variables
 155         real chem_bv_ald, chem_bv_hc3, chem_bv_hc5,   &
 156              chem_bv_hc8, chem_bv_ket, chem_bv_oli,   &
 157              chem_bv_olt, chem_bv_ora2
 158         real, parameter :: chem_bv_def = 1.0e-20
 159
 160
 161 !    if( nch == p_hcl ) then
 162 !       !This calculation should mimic the hcl profile in
 163 !       !cbm4_init_wrf_mixrats, above.
 164 !       if( z <= 1000. ) then
 165 !          chem_bv = 0.4*1e-3
 166 !       elseif( z > 1000. &
 167 !            .and. z <= 2500. ) then
 168 !          chem_bv = (0.4*1e-3) + (z-1000.)* &
 169 !               ((0.1*1e-3)-(0.4*1e-3)) / (2500.-1000.)
 170 !       else
 171 !          chem_bv = 0.1*1e-3
 172 !       end if
 173
 174     if( nch == p_par ) then
 175        call bdy_chem_value( chem_bv_ald,  z, p_ald2, numgas )
 176 !wig, 2-May-2007: begin
 177        ! The extra +1 offsets the blank first index for p_XXX
 178        call bdy_chem_value( chem_bv_hc3,  z, numgas+1+1, numgas )
 179        call bdy_chem_value( chem_bv_hc5,  z, numgas+1+2, numgas )
 180        call bdy_chem_value( chem_bv_hc8,  z, numgas+1+3, numgas )
 181 !wig, 2-May-2007: end
 182        call bdy_chem_value( chem_bv_ket,  z, numgas+1+4, numgas )
 183        call bdy_chem_value( chem_bv_oli,  z, numgas+1+5, numgas )
 184        call bdy_chem_value( chem_bv_olt,  z, numgas+1+6, numgas )
 185        call bdy_chem_value( chem_bv_ora2, z, numgas+1+7, numgas )
 186
 187        chem_bv = 0.4*chem_bv_ald + 2.9*chem_bv_hc3    &
 188             + 4.8*chem_bv_hc5 + 7.9*chem_bv_hc8       &
 189             + 0.9*chem_bv_ket + 2.8*chem_bv_oli       &
 190             + 1.8*chem_bv_olt + 1.0*chem_bv_ora2
 191
 192     else
 193        ! chem_bv=0 for all other species
 194        chem_bv = chem_bv_def
 195
 196     end if
 197
 198         return
 199       end subroutine bdy_chem_value_cbm4
 200
 201
 202 !-----------------------------------------------------------------------
 203     end module module_cbm4_initmixrats