| Class | ECCM |
| In: |
moist/eccm.f90
|
| Subroutine : | |||
| a_MolFrIni(1:SpcNum) : | real(8), intent(in)
| ||
| Humidity : | real(8), intent(in)
| ||
| z_Temp(DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out)
| ||
| z_Press(DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out)
| ||
| z_MolWtMean(DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out)
| ||
| za_MolFr(DimZMin:DimZMax, 1:SpcNum) : | real(8), intent(out)
|
subroutine ECCM_Dry( a_MolFrIni, Humidity, z_Temp, z_Press, z_MolWtMean, za_MolFr )
!暗黙の型宣言禁止
implicit none
real(8), intent(in) :: a_MolFrIni(1:SpcNum) !下部境界でのモル比
real(8), intent(in) :: Humidity !相対湿度 ( Humidity <= 1.0 )
real(8), intent(out):: z_Temp(DimZMin:DimZMax) !温度
real(8), intent(out):: z_Press(DimZMin:DimZMax)!圧力
real(8), intent(out):: z_MolWtMean(DimZMin:DimZMax)
!平均分子量
real(8), intent(out):: za_MolFr(DimZMin:DimZMax, 1:SpcNum)
!モル分率
real(8) :: a_MolWt(0:SpcNum) !分子量の作業配列
real(8) :: a_MolFr(0:SpcNum) !モル比の作業配列
real(8) :: SatPress !飽和蒸気圧
real(8) :: VapPress !蒸気圧
real(8) :: DelMolFr
integer :: k, s
!-------------------------------------------------------------
! 配列の初期化
!-------------------------------------------------------------
!分子量の配列を用意
a_MolWt(0) = MolWtDry
a_MolWt(1:SpcNum) = MolWtWet(1:SpcNum)
!初期モル比
za_MolFr = 0.0d0
za_MolFr(RegZMin, 1:SpcNum) = a_MolFrIni(1:SpcNum)
!初期の平均分子量
a_MolFr(0) = 1.0d0 - sum(a_MolFrIni)
a_MolFr(1:SpcNum) = a_MolFrIni
z_MolWtMean(RegZMin) = dot_product(a_MolWt, a_MolFr)
!地表面での温度(RegZMin は, 高度 DelZ / 2 に相当)
z_Temp = 1.0d-60
z_Temp(RegZMin) = TempSfc - Grav * z_MolWtMean(RegZMin) / CpDryMol * ( DelZ * 5.0d-1 )
!地表面での圧力(RegZMin は, 高度 DelZ / 2 に相当)
z_Press = 1.0d-60
z_Press(RegZMin) = PressSfc *((TempSfc / z_Temp(RegZMin)) ** (- CpDryMol / GasRUniv))
!-----------------------------------------------------------
! (1) 乾燥断熱線に沿った温度を決める
! (2) 静水圧平衡から圧力を求める
! (3) (1),(2) の温度圧力に対して, とある相対湿度となるモル比を決める
!-----------------------------------------------------------
DtDz: do k = RegZMin, DimZMax-1
!(1)乾燥断熱線に沿って k+1 での温度を計算
z_Temp(k+1) = z_Temp(k) - Grav * z_MolWtMean(k) / CpDryMol * DelZ
! !念為
! if (z_Temp(k+1) <= 0.0d0 ) exit DtDz
!(2)圧力を静水圧平衡から計算
z_Press(k+1) = z_Press(k) * ((z_Temp(k) / z_Temp(k+1)) ** (- CpDryMol / GasRUniv))
!(3)モル比の計算
! まずはモル比は変化しないものとしてモル比を与える
! 飽和蒸気圧と平衡定数との平衡条件の前に適用しておく
za_MolFr(k+1,:) = za_MolFr(k,:)
do s = 1, CondNum
!飽和蒸気圧
SatPress = SvapPress( SpcWetID(IdxCC(s)), z_Temp(k+1) )
!元々のモル分率を用いて現在の蒸気圧を計算
VapPress = za_MolFr(k,IdxCG(s)) * z_Press(k+1)
!飽和蒸気圧と圧力から現在のモル比を計算
if ( VapPress > SatPress ) then
za_MolFr(k+1,IdxCG(s)) = max(SatPress * Humidity / z_Press(k+1), 1.0d-16)
end if
end do
!NH4SH の平衡条件
if ( IdxNH3 /= 0 ) then
DelMolFr = max ( DelMolFrNH4SH( z_Temp(k+1), z_Press(k+1), za_MolFr(k+1,IdxNH3), za_MolFr(k+1,IdxH2S), Humidity ), 0.0d0 )
za_MolFr(k+1,IdxNH3) = za_MolFr(k+1,IdxNH3) - DelMolFr
za_MolFr(k+1,IdxH2S) = za_MolFr(k+1,IdxH2S) - DelMolFr
end if
!------------------------------------------------------------
!温度勾配を計算
!------------------------------------------------------------
!モル比
a_MolFr(0) = 1.0d0 - sum( za_MolFr(k+1, 1:SpcNum) )
a_MolFr(1:SpcNum) = za_MolFr(k+1, 1:SpcNum)
!平均分子量
z_MolWtMean(k+1) = dot_product(a_MolWt, a_MolFr)
end do DtDz
end subroutine ECCM_Dry
| Subroutine : | |
| a_MolFrIni(1:SpcNum) : | real(8), intent(in) |
| Humidity : | real(8), intent(in) |
| z_Temp(DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(in) |
| z_Press(DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(in) |
| za_MolFr(DimZMin:DimZMax, 1:SpcNum) : | real(8), intent(out) |
与えられた温度に対し, 気塊が断熱的に上昇した時に実現される モル比のプロファイルを求める
subroutine ECCM_MolFr( a_MolFrIni, Humidity, z_Temp, z_Press, za_MolFr )
!
! 与えられた温度に対し, 気塊が断熱的に上昇した時に実現される
! モル比のプロファイルを求める
!
!暗黙の型宣言禁止
implicit none
real(8), intent(in) :: a_MolFrIni(1:SpcNum)
real(8), intent(in) :: Humidity
real(8), intent(in) :: z_Temp(DimZMin:DimZMax)
real(8), intent(in) :: z_Press(DimZMin:DimZMax)
real(8), intent(out):: za_MolFr(DimZMin:DimZMax, 1:SpcNum)
real(8) :: DelMolFr
integer :: k, s
!-----------------------------------------------------------
! 配列の初期化
!-----------------------------------------------------------
do s = 1, SpcNum
za_MolFr(:,s) = a_MolFrIni(s)
end do
!-----------------------------------------------------------
! 断熱減率 dT/dz の計算.
!-----------------------------------------------------------
do k = RegZMin, DimZMax
za_MolFr(k,:) = za_MolFr(k-1,:)
!------------------------------------------------------------
!NH4SH 以外の化学種の平衡条件
!------------------------------------------------------------
do s = 1, CondNum
!モル比を求める
!モル比は前のステップでのモル比を超えることはない
za_MolFr(k,IdxCG(s)) = min( za_MolFr(k-1,IdxCG(s)), SvapPress( SpcWetID(IdxCC(s)), z_Temp(k) ) * Humidity / z_Press(k) )
end do
!------------------------------------------------------------
!NH4SH の平衡条件
!------------------------------------------------------------
if ( IdxNH3 /= 0 ) then
!モル比の変化.
!とりあえず NH4SH に対する飽和比は 1.0 とする(手抜き...).
DelMolFr = max ( DelMolFrNH4SH( z_Temp(k), z_Press(k), za_MolFr(k,IdxNH3), za_MolFr(k,IdxH2S), Humidity ), 0.0d0 )
za_MolFr(k,IdxNH3) = za_MolFr(k,IdxNH3) - DelMolFr
za_MolFr(k,IdxH2S) = za_MolFr(k,IdxH2S) - DelMolFr
end if
end do
end subroutine ECCM_MolFr
| Subroutine : | |
| xz_PotTemp(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(in) |
| xz_Exner(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(in) |
| xza_MixRt(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax, SpcNum) : | real(8), intent(in) |
| xz_Stab(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out) |
| xz_StabTemp(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out) |
| xz_StabMolWt(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out) |
subroutine ECCM_Stab( xz_PotTemp, xz_Exner, xza_MixRt, xz_Stab, xz_StabTemp, xz_StabMolWt )
use gridset, only: DimXMin, DimXMax, DimZMin, DimZMax, SpcNum !
use basicset,only: MolWtDry, MolWtWet, CpDry, Grav, xz_ExnerBasicZ, xz_PotTempBasicZ, xz_EffMolWtBasicZ, xza_MixRtBasicZ
use average, only: xz_avr_xr
use differentiate_center2, only: xr_dz_xz
implicit none
real(8), intent(in) :: xz_PotTemp(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax)
real(8), intent(in) :: xz_Exner(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
real(8), intent(in) :: xza_MixRt(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax, SpcNum)
real(8), intent(out) :: xz_Stab(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
real(8), intent(out) :: xz_StabTemp(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
real(8), intent(out) :: xz_StabMolWt(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
real(8) :: xza_MolFrAll(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax,SpcNum)
real(8) :: xz_TempAll(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
real(8) :: xz_MolWtWet(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
integer :: i, k, s
xz_TempAll = (xz_PotTemp + xz_PotTempBasicZ) * (xz_Exner + xz_ExnerBasicZ)
do s = 1, SpcNum
xza_MolFrAll(:,:,s) = (xza_MixRt(:,:,s) + xza_MixRtBasicZ(:,:,s)) * MolWtDry / MolWtWet(s)
end do
do k = DimZMin, DimZMax
do i = DimXMin, DimXMax
xz_MolWtWet(i,k) = dot_product( MolWtWet(1:GasNum), xza_MolFrAll(i,k,1:GasNum) )
end do
end do
xz_StabTemp = Grav / xz_TempAll * ( xz_avr_xr( xr_dz_xz( xz_TempAll ) ) + Grav * xz_EffMolWtBasicZ / CpDry )
xz_StabMolWt = - Grav * xz_avr_xr( xr_dz_xz( xz_MolWtWet ) ) / ( MolWtDry * xz_EffMolWtBasicZ )
xz_Stab = Grav / xz_TempAll * ( xz_avr_xr( xr_dz_xz( xz_TempAll ) ) + Grav * xz_EffMolWtBasicZ / CpDry ) - Grav * xz_avr_xr( xr_dz_xz( xz_MolWtWet ) ) / ( MolWtDry * xz_EffMolWtBasicZ )
where (xz_Stab < 1.0d-7)
xz_Stab = 1.0d-7
end where
end subroutine ECCM_Stab