source: palm/trunk/SOURCE/microphysics.f90 @ 1060

Last change on this file since 1060 was 1054, checked in by hoffmann, 12 years ago

last commit documented

File size: 19.7 KB
RevLine 
[1000]1 MODULE microphysics_mod
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Current revisions:
5! -----------------
6!
7! Former revisions:
8! -----------------
[1052]9! $Id$
[1054]10!
11! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
12! initial revision
[1000]13!
14! Description:
15! ------------
16! Calculate cloud microphysics according to the two moment bulk
17! scheme by Seifert and Beheng (2006).
18!------------------------------------------------------------------------------!
19
20    PRIVATE
[1022]21    PUBLIC dsd_properties, autoconversion, accretion, selfcollection_breakup, &
[1012]22           evaporation_rain, sedimentation_cloud, sedimentation_rain
[1000]23
[1022]24    INTERFACE dsd_properties
25       MODULE PROCEDURE dsd_properties
26       MODULE PROCEDURE dsd_properties_ij
27    END INTERFACE dsd_properties
28
[1000]29    INTERFACE autoconversion
30       MODULE PROCEDURE autoconversion
31       MODULE PROCEDURE autoconversion_ij
32    END INTERFACE autoconversion
33
34    INTERFACE accretion
35       MODULE PROCEDURE accretion
36       MODULE PROCEDURE accretion_ij
37    END INTERFACE accretion
[1005]38
39    INTERFACE selfcollection_breakup
40       MODULE PROCEDURE selfcollection_breakup
41       MODULE PROCEDURE selfcollection_breakup_ij
42    END INTERFACE selfcollection_breakup
[1012]43
44    INTERFACE evaporation_rain
45       MODULE PROCEDURE evaporation_rain
46       MODULE PROCEDURE evaporation_rain_ij
47    END INTERFACE evaporation_rain
48
49    INTERFACE sedimentation_cloud
50       MODULE PROCEDURE sedimentation_cloud
51       MODULE PROCEDURE sedimentation_cloud_ij
52    END INTERFACE sedimentation_cloud
[1000]53 
[1012]54    INTERFACE sedimentation_rain
55       MODULE PROCEDURE sedimentation_rain
56       MODULE PROCEDURE sedimentation_rain_ij
57    END INTERFACE sedimentation_rain
58
[1000]59 CONTAINS
60
61
62!------------------------------------------------------------------------------!
63! Call for all grid points
64!------------------------------------------------------------------------------!
[1022]65    SUBROUTINE dsd_properties
66
67       USE arrays_3d
68       USE cloud_parameters
69       USE constants
70       USE indices
71
72       IMPLICIT NONE
73
74       INTEGER ::  i, j, k
75       REAL    ::  dqdt_precip
76
77 
78       DO  i = nxl, nxr
79          DO  j = nys, nyn
80             DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
81
82             ENDDO
83          ENDDO
84       ENDDO
85
86    END SUBROUTINE dsd_properties
87
[1000]88    SUBROUTINE autoconversion
89
90       USE arrays_3d
91       USE cloud_parameters
92       USE constants
93       USE indices
94
95       IMPLICIT NONE
96
97       INTEGER ::  i, j, k
98       REAL    ::  dqdt_precip
99
100 
101       DO  i = nxl, nxr
102          DO  j = nys, nyn
103             DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
104
105             ENDDO
106          ENDDO
107       ENDDO
108
109    END SUBROUTINE autoconversion
110
[1005]111    SUBROUTINE accretion
[1000]112
113       USE arrays_3d
114       USE cloud_parameters
115       USE constants
116       USE indices
[1005]117
[1000]118       IMPLICIT NONE
119
120       INTEGER ::  i, j, k
[1005]121       REAL    ::  dqdt_precip
[1000]122
[1005]123 
124       DO  i = nxl, nxr
125          DO  j = nys, nyn
126             DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1000]127
[1005]128             ENDDO
129          ENDDO
[1000]130       ENDDO
131
[1005]132    END SUBROUTINE accretion
[1000]133
[1005]134    SUBROUTINE selfcollection_breakup
[1000]135
136       USE arrays_3d
137       USE cloud_parameters
138       USE constants
139       USE indices
140
141       IMPLICIT NONE
142
143       INTEGER ::  i, j, k
144       REAL    ::  dqdt_precip
145
146 
147       DO  i = nxl, nxr
148          DO  j = nys, nyn
149             DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
150
151             ENDDO
152          ENDDO
153       ENDDO
154
[1005]155    END SUBROUTINE selfcollection_breakup
[1000]156
[1012]157    SUBROUTINE evaporation_rain
[1000]158
[1012]159       USE arrays_3d
160       USE cloud_parameters
161       USE constants
162       USE indices
163
164       IMPLICIT NONE
165
166       INTEGER ::  i, j, k
167       REAL    ::  dqdt_precip
168
169 
170       DO  i = nxl, nxr
171          DO  j = nys, nyn
172             DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
173
174             ENDDO
175          ENDDO
176       ENDDO
177
178    END SUBROUTINE evaporation_rain
179
180    SUBROUTINE sedimentation_cloud
181
182       USE arrays_3d
183       USE cloud_parameters
184       USE constants
185       USE indices
186
187       IMPLICIT NONE
188
189       INTEGER ::  i, j, k
190       REAL    ::  dqdt_precip
191
192 
193       DO  i = nxl, nxr
194          DO  j = nys, nyn
195             DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
196
197             ENDDO
198          ENDDO
199       ENDDO
200
201    END SUBROUTINE sedimentation_cloud
202
203    SUBROUTINE sedimentation_rain
204
205       USE arrays_3d
206       USE cloud_parameters
207       USE constants
208       USE indices
209
210       IMPLICIT NONE
211
212       INTEGER ::  i, j, k
213       REAL    ::  dqdt_precip
214
215 
216       DO  i = nxl, nxr
217          DO  j = nys, nyn
218             DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
219
220             ENDDO
221          ENDDO
222       ENDDO
223
224
225    END SUBROUTINE sedimentation_rain
226
227
[1000]228!------------------------------------------------------------------------------!
229! Call for grid point i,j
230!------------------------------------------------------------------------------!
[1022]231    SUBROUTINE dsd_properties_ij( i, j )
232
233       USE arrays_3d
234       USE cloud_parameters
235       USE constants
236       USE indices
237       USE control_parameters
[1048]238       USE user
[1022]239   
240       IMPLICIT NONE
241
242       INTEGER ::  i, j, k
[1048]243       REAL    :: dr_min = 2.0E-6, dr_max = 1.0E-3
[1022]244
245       DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]246          IF ( ( qr(k,j,i) > eps_sb ) .AND. ( nr(k,j,i) > eps_sb ) )  THEN
[1022]247!
[1048]248!--          Weight averaged diameter of rain drops:
[1049]249             dr(k) = ( hyrho(k) * qr(k,j,i) / nr(k,j,i) *                     &
250                       dpirho_l )**( 1.0 / 3.0 )
[1022]251!
[1048]252!--          Adjust number of raindrops to avoid nonlinear effects in
253!--          sedimentation and evaporation of rain drops due to too small or
254!--          big diameters of rain drops (Stevens and Seifert, 2008).
255             IF ( dr(k) < dr_min )  THEN
256                nr(k,j,i) = qr(k,j,i) * hyrho(k) / dr_min**3 * dpirho_l
257                dr(k)     = dr_min
258             ELSEIF ( dr(k) > dr_max )  THEN
259                nr(k,j,i) = qr(k,j,i) * hyrho(k) / dr_max**3 * dpirho_l
260                dr(k)     = dr_max
261             ENDIF
[1022]262!
[1049]263!--          Mean weight of rain drops (Seifert and Beheng, 2006):
264             xr(k) = MIN( MAX( hyrho(k) * qr(k,j,i) / nr(k,j,i), xrmin ), xrmax)
[1048]265!
[1049]266!--          Shape parameter of gamma distribution (Milbrandt and Yau, 2005;
267!--          Stevens and Seifert, 2008):
268             IF ( .NOT. mu_constant )  THEN
269                mu_r(k) = 10.0 * ( 1.0 + TANH( 1.2E3 * ( dr(k) - 1.4E-3 ) ) )
270             ELSE
271                mu_r(k) = mu_constant_value
272             ENDIF
273!
[1022]274!--          Slope parameter of gamma distribution (Seifert, 2008):
[1048]275             lambda_r(k) = ( ( mu_r(k) + 3.0 ) * ( mu_r(k) + 2.0 ) *          &
276                             ( mu_r(k) + 1.0 ) )**( 1.0 / 3.0 ) / dr(k)
[1022]277          ENDIF
278       ENDDO
279
280    END SUBROUTINE dsd_properties_ij
281
[1005]282    SUBROUTINE autoconversion_ij( i, j )
[1000]283
284       USE arrays_3d
285       USE cloud_parameters
286       USE constants
287       USE indices
[1005]288       USE control_parameters
[1048]289       USE statistics
[1000]290   
291       IMPLICIT NONE
292
293       INTEGER ::  i, j, k
[1048]294       REAL    ::  k_au, autocon, phi_au, tau_cloud, xc, nu_c
[1000]295
[1005]296       k_au = k_cc / ( 20.0 * x0 )
297
[1000]298       DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
299
[1048]300          IF ( ql(k,j,i) > 0.0 )  THEN
[1012]301!
[1048]302!--          Intern time scale of coagulation (Seifert and Beheng, 2006):
[1012]303!--          (1.0 - ql(k,j,i) / ( ql(k,j,i) + qr(k,j,i) ))
[1048]304             tau_cloud = 1.0 - ql(k,j,i) / ( ql(k,j,i) + qr(k,j,i) + 1.0E-20 )
[1012]305!
306!--          Universal function for autoconversion process
307!--          (Seifert and Beheng, 2006):
[1048]308             phi_au    = 600.0 * tau_cloud**0.68 * ( 1.0 - tau_cloud**0.68 )**3
[1012]309!
310!--          Shape parameter of gamma distribution (Geoffroy et al., 2010):
311!--          (Use constant nu_c = 1.0 instead?)
312             nu_c      = 1580.0 * hyrho(k) * ql(k,j,i) - 0.28
313!
314!--          Mean weight of cloud droplets:
[1005]315             xc        = hyrho(k) * ql(k,j,i) / nc
[1012]316!
317!--          Autoconversion rate (Seifert and Beheng, 2006):
[1005]318             autocon   = k_au * ( nu_c + 2.0 ) * ( nu_c + 4.0 ) /             &
[1048]319                         ( nu_c + 1.0 )**2 * ql(k,j,i)**2 * xc**2 *           &
320                         ( 1.0 + phi_au / ( 1.0 - tau_cloud )**2 ) *          &
321                         rho_surface
322             autocon   = MIN( autocon, ql(k,j,i) / ( dt_3d *                  &
323                              weight_substep(intermediate_timestep_count) ) )
[1012]324!
[1022]325!--          Tendencies for q, qr, nr, pt:
[1005]326             tend_qr(k,j,i) = tend_qr(k,j,i) + autocon
327             tend_q(k,j,i)  = tend_q(k,j,i) - autocon
328             tend_nr(k,j,i) = tend_nr(k,j,i) + autocon / x0 * hyrho(k)
[1048]329             tend_pt(k,j,i) = tend_pt(k,j,i) + autocon * l_d_cp * pt_d_t(k) 
[1005]330          ENDIF
[1000]331
332       ENDDO
333
[1005]334    END SUBROUTINE autoconversion_ij
335
336    SUBROUTINE accretion_ij( i, j )
337
338       USE arrays_3d
339       USE cloud_parameters
340       USE constants
341       USE indices
342       USE control_parameters
[1048]343       USE statistics
[1005]344       
345       IMPLICIT NONE
346
347       INTEGER ::  i, j, k
[1048]348       REAL    ::  accr, phi_ac, tau_cloud
[1005]349
350       DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]351          IF ( ( ql(k,j,i) > 0.0 )  .AND.  ( qr(k,j,i) > eps_sb ) )  THEN
[1012]352!
[1048]353!--          Intern time scale of coagulation (Seifert and Beheng, 2006):
354             tau_cloud = 1.0 - ql(k,j,i) / ( ql(k,j,i) + qr(k,j,i) + 1.0E-20) 
[1012]355!
356!--          Universal function for accretion process
[1048]357!--          (Seifert and Beheng, 2001):
358             phi_ac    = tau_cloud / ( tau_cloud + 5.0E-5 ) 
359             phi_ac    = ( phi_ac**2 )**2
[1012]360!
361!--          Accretion rate (Seifert and Beheng, 2006):
[1005]362             accr      = k_cr * ql(k,j,i) * qr(k,j,i) * phi_ac *              &
363                         SQRT( rho_surface * hyrho(k) )
[1048]364             accr      = MIN( accr, ql(k,j,i) / ( dt_3d *                     &
365                              weight_substep(intermediate_timestep_count) ) )
[1012]366!
[1022]367!--          Tendencies for q, qr, pt:
[1005]368             tend_qr(k,j,i) = tend_qr(k,j,i) + accr
369             tend_q(k,j,i)  = tend_q(k,j,i) - accr
[1048]370             tend_pt(k,j,i) = tend_pt(k,j,i) + accr * l_d_cp * pt_d_t(k) 
[1005]371          ENDIF
372       ENDDO
373
[1000]374    END SUBROUTINE accretion_ij
375
[1005]376
377    SUBROUTINE selfcollection_breakup_ij( i, j )
378
379       USE arrays_3d
380       USE cloud_parameters
381       USE constants
382       USE indices
383       USE control_parameters
[1048]384       USE statistics
[1005]385   
386       IMPLICIT NONE
387
388       INTEGER ::  i, j, k
[1048]389       REAL    ::  selfcoll, breakup, phi_br, phi_sc
[1005]390
391       DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]392          IF ( ( qr(k,j,i) > eps_sb )  .AND.  ( nr(k,j,i) > eps_sb ) )  THEN
[1012]393!
394!--          Selfcollection rate (Seifert and Beheng, 2006):
[1048]395!--          pirho_l**( 1.0 / 3.0 ) is necessary to convert [lambda_r] = m-1 to
396!--          kg**( 1.0 / 3.0 ).
397             phi_sc = ( 1.0 + kappa_rr / lambda_r(k) *                        &
398                      pirho_l**( 1.0 / 3.0 ) )**( -9 )
399
400             selfcoll = k_rr * nr(k,j,i) * qr(k,j,i) * phi_sc *               &
[1005]401                        SQRT( hyrho(k) * rho_surface )
[1012]402!
[1048]403!--          Collisional breakup rate (Seifert, 2008):
404             IF ( dr(k) >= 0.3E-3 )  THEN
405                phi_br  = k_br * ( dr(k) - 1.1E-3 )
[1005]406                breakup = selfcoll * ( phi_br + 1.0 )
407             ELSE
408                breakup = 0.0
409             ENDIF
[1048]410
411             selfcoll =  MAX( breakup - selfcoll, -nr(k,j,i) / ( dt_3d *      &
412                              weight_substep(intermediate_timestep_count) ) )
[1012]413!
414!--          Tendency for nr:
[1048]415             tend_nr(k,j,i) = tend_nr(k,j,i) + selfcoll
[1005]416          ENDIF         
417       ENDDO
418
419    END SUBROUTINE selfcollection_breakup_ij
420
[1012]421    SUBROUTINE evaporation_rain_ij( i, j )
[1022]422!
423!--    Evaporation of precipitable water. Condensation is neglected for
424!--    precipitable water.
[1012]425
426       USE arrays_3d
427       USE cloud_parameters
428       USE constants
429       USE indices
430       USE control_parameters
[1048]431       USE statistics
432
[1012]433       IMPLICIT NONE
434
435       INTEGER ::  i, j, k
436       REAL    ::  evap, alpha, e_s, q_s, t_l, sat, temp, g_evap, f_vent, &
[1049]437                   mu_r_2, mu_r_5d2, nr_0
[1012]438
439       DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]440          IF ( ( qr(k,j,i) > eps_sb )  .AND.  ( nr(k,j,i) > eps_sb ) )  THEN
[1012]441!
442!--          Actual liquid water temperature:
443             t_l = t_d_pt(k) * pt(k,j,i)
444!
445!--          Saturation vapor pressure at t_l:
446             e_s = 610.78 * EXP( 17.269 * ( t_l - 273.16 ) / ( t_l - 35.86 ) )
447!
448!--          Computation of saturation humidity:
449             q_s = 0.622 * e_s / ( hyp(k) - 0.378 * e_s )
450             alpha = 0.622 * l_d_r * l_d_cp / ( t_l * t_l )
451             q_s = q_s * ( 1.0 + alpha * q(k,j,i) ) / ( 1.0 + alpha * q_s )
452!
453!--          Oversaturation:
454             sat = MIN( 0.0, ( q(k,j,i) - ql(k,j,i) ) / q_s - 1.0 )
455!
456!--          Actual temperature:
[1048]457             temp = t_l + l_d_cp * ql(k,j,i)
[1012]458!
459!--         
460             g_evap = ( l_v / ( r_v * temp ) - 1.0 ) * l_v /                  &
[1048]461                      ( thermal_conductivity_l * temp ) + rho_l * r_v * temp /&
[1022]462                      ( diff_coeff_l * e_s )
[1012]463             g_evap = 1.0 / g_evap
464!
[1049]465!--          Compute ventilation factor and intercept parameter
466!--          (Seifert and Beheng, 2006; Seifert, 2008):
[1048]467             IF ( ventilation_effect )  THEN
468                mu_r_2   = mu_r(k) + 2.0
469                mu_r_5d2 = mu_r(k) + 2.5 
470                f_vent = a_vent * gamm( mu_r_2 ) *                            &
471                         lambda_r(k)**( -mu_r_2 ) +                           &
472                         b_vent * schmidt_p_1d3 *                             &
473                         SQRT( a_term / kin_vis_air ) * gamm( mu_r_5d2 ) *    &
474                         lambda_r(k)**( -mu_r_5d2 ) *                         &
475                         ( 1.0 - 0.5 * ( b_term / a_term ) *                  &
476                         ( lambda_r(k) /                                      &
477                         (       c_term + lambda_r(k) ) )**mu_r_5d2 -         &
478                                 0.125 * ( b_term / a_term )**2 *             &
479                         ( lambda_r(k) /                                      &
480                         ( 2.0 * c_term + lambda_r(k) ) )**mu_r_5d2 -         &
481                                 0.0625 * ( b_term / a_term )**3 *            &
482                         ( lambda_r(k) /                                      &
483                         ( 3.0 * c_term + lambda_r(k) ) )**mu_r_5d2 -         &
484                                 0.0390625 * ( b_term / a_term )**4 *         &
485                         ( lambda_r(k) /                                      &
486                         ( 4.0 * c_term + lambda_r(k) ) )**mu_r_5d2 )
[1049]487                nr_0   = nr(k,j,i) * lambda_r(k)**( mu_r(k) + 1.0 ) /         &
488                         gamm( mu_r(k) + 1.0 ) 
[1048]489             ELSE
490                f_vent = 1.0
[1049]491                nr_0   = nr(k,j,i) * dr(k)
[1048]492             ENDIF
[1012]493!
[1048]494!--          Evaporation rate of rain water content (Seifert and Beheng, 2006):
[1049]495             evap = 2.0 * pi * nr_0 * g_evap * f_vent * sat /    &
[1048]496                    hyrho(k)
497             evap = MAX( evap, -qr(k,j,i) / ( dt_3d *                         &
498                         weight_substep(intermediate_timestep_count) ) )
[1012]499!
[1022]500!--          Tendencies for q, qr, nr, pt:
[1012]501             tend_qr(k,j,i) = tend_qr(k,j,i) + evap
502             tend_q(k,j,i)  = tend_q(k,j,i) - evap
[1049]503             tend_nr(k,j,i) = tend_nr(k,j,i) + c_evap * evap / xr(k) * hyrho(k)
[1048]504             tend_pt(k,j,i) = tend_pt(k,j,i) + evap * l_d_cp * pt_d_t(k) 
[1012]505          ENDIF         
506       ENDDO
507
508    END SUBROUTINE evaporation_rain_ij
509
510    SUBROUTINE sedimentation_cloud_ij( i, j )
511
512       USE arrays_3d
513       USE cloud_parameters
514       USE constants
515       USE indices
516       USE control_parameters
517       
518       IMPLICIT NONE
519
520       INTEGER ::  i, j, k
[1022]521       REAL    ::  sed_q_const, sigma_gc = 1.3, k_st = 1.2E8
[1012]522!
523!--    Sedimentation of cloud droplets (Heus et al., 2010):
[1022]524       sed_q_const = k_st * ( 3.0 / ( 4.0 * pi * rho_l ))**( 2.0 / 3.0 ) *    &
[1048]525                     EXP( 5.0 * LOG( sigma_gc )**2 )
[1012]526
[1022]527       sed_q = 0.0
[1012]528
529       DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]530          IF ( ql(k,j,i) > 0.0 )  THEN
[1022]531             sed_q(k) = sed_q_const * nc**( -2.0 / 3.0 ) *                    &
[1012]532                        ( ql(k,j,i) * hyrho(k) )**( 5.0 / 3.0 )
533          ENDIF
534       ENDDO
535!
[1022]536!--   Tendency for q, pt:
[1012]537       DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]538          tend_q(k,j,i)  = tend_q(k,j,i) + ( sed_q(k+1) - sed_q(k) ) *        &
539                           ddzu(k+1) / hyrho(k) 
[1022]540          tend_pt(k,j,i) = tend_pt(k,j,i) - ( sed_q(k+1) - sed_q(k) ) *       &
[1048]541                           ddzu(k+1) / hyrho(k) * l_d_cp * pt_d_t(k) 
[1012]542       ENDDO
543
544    END SUBROUTINE sedimentation_cloud_ij
545
546    SUBROUTINE sedimentation_rain_ij( i, j )
547
548       USE arrays_3d
549       USE cloud_parameters
550       USE constants
551       USE indices
552       USE control_parameters
[1048]553       USE statistics
[1012]554       
555       IMPLICIT NONE
556
[1022]557       INTEGER ::  i, j, k, n, n_substep
[1048]558       REAL    ::  sed_nr_tend, sed_qr_tend
[1012]559
[1048]560       IF ( intermediate_timestep_count == 1 )  prr(:,j,i) = 0.0
[1012]561
[1022]562          sed_nr = 0.0
563          sed_qr = 0.0
564
565          DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]566             IF ( ( qr(k,j,i) > eps_sb )  .AND.  ( nr(k,j,i) > eps_sb ) )  THEN
[1012]567!
[1022]568!--             Sedimentation of rain water content and rain drop concentration
569!--             according to Stevens and Seifert (2008):
[1048]570                sed_nr(k) = MIN( 20.0, MAX( 0.1, a_term - b_term * ( 1.0 +    &
571                            c_term / lambda_r(k) )**( -1.0 *                  & 
572                            ( mu_r(k) + 1.0 ) ) ) ) * nr(k,j,i) 
573                sed_qr(k) = MIN( 20.0, MAX( 0.1, a_term - b_term * ( 1.0 +    &
574                            c_term / lambda_r(k) )**( -1.0 *                  &
575                            ( mu_r(k) + 4.0 ) ) ) ) * qr(k,j,i) * hyrho(k)
576!
577!--             Computation of rain rate
578                prr(k,j,i) = prr(k,j,i) + sed_qr(k) / hyrho(k) *              &
579                             weight_substep(intermediate_timestep_count) 
[1022]580             ENDIF
581          ENDDO
582       
583          DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
[1048]584             sed_nr_tend = MAX( ( sed_nr(k+1) - sed_nr(k) ) * ddzu(k+1),      &
585                                -nr(k,j,i) / ( dt_3d *                        &
586                                weight_substep(intermediate_timestep_count) ) )
587             sed_qr_tend = MAX( ( sed_qr(k+1) - sed_qr(k) ) * ddzu(k+1) /     &
588                                hyrho(k),                                     &
589                                -qr(k,j,i) / ( dt_3d *                        &
590                                weight_substep(intermediate_timestep_count) ) )
591
592             tend_nr(k,j,i) = tend_nr(k,j,i) + sed_nr_tend
593             tend_qr(k,j,i) = tend_qr(k,j,i) + sed_qr_tend 
[1022]594          ENDDO
595!
[1048]596!--    Precipitation amount
597       IF ( intermediate_timestep_count == intermediate_timestep_count_max    &
598            .AND.  ( dt_do2d_xy - time_do2d_xy ) <                            &
599            precipitation_amount_interval )  THEN
[1012]600
[1048]601          precipitation_amount(j,i) = precipitation_amount(j,i) +   &
602                                      prr(nzb_2d(j,i)+1,j,i) *      &
603                                      hyrho(nzb_2d(j,i)+1) * dt_3d
604       ENDIF
605
[1012]606    END SUBROUTINE sedimentation_rain_ij
607
608!
609!-- This function computes the gamma function (Press et al., 1992).
610!-- The gamma function is needed for the calculation of the evaporation
611!-- of rain drops.
612    FUNCTION gamm( xx ) 
[1048]613       
614       USE cloud_parameters
[1012]615   
616       IMPLICIT NONE
617 
618       REAL    ::  gamm, xx,                                        & 
[1048]619                   ser, tmp, x_gamm, y_gamm
[1012]620       INTEGER ::  j 
621 
622       x_gamm = xx 
623       y_gamm = x_gamm 
624       tmp = x_gamm + 5.5 
625       tmp = ( x_gamm + 0.5 ) * LOG( tmp ) - tmp 
626       ser = 1.000000000190015 
627       do j = 1, 6 
628          y_gamm = y_gamm + 1.0 
629          ser    = ser + cof( j ) / y_gamm 
630       enddo 
631!
632!--    Until this point the algorithm computes the logarithm of the gamma
633!--    function. Hence, the exponential function is used. 
634!       gamm = EXP( tmp + LOG( stp * ser / x_gamm ) )
635       gamm = EXP( tmp ) * stp * ser / x_gamm 
636       RETURN
637 
638    END FUNCTION gamm 
639
640 END MODULE microphysics_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.