Martial notes for the merge

messages de TdO dans le module d'hydro

• l1

  !tdo - enlever toute profondeur variable pour voir l'effet sur l'efficacite du code
  

• l153

  !!! A CHANGER DANS TOUT HYDROL: tmc_litter_res et sat ne devraient pas dependre de ji - tdo
  

• hydrol_soil :

    SUBROUTINE hydrol_soil (kjpindex, dtradia, veget_max, soiltile, njsc, reinf_slope, &
         & transpir, vevapnu, evapot, evapot_penm, runoff, drainage, returnflow, reinfiltration, irrigation, &
         & tot_melt, evap_bare_lim,  shumdiag, k_litt, litterhumdiag, humrel,vegstress, drysoil_frac)
      ! 
      ! interface description
      ! input scalar 
      INTEGER(i_std), INTENT(in)                               :: kjpindex         !!
      !To be removed later
  

  kjpindex doit-il être supprimé de cette fonction ?? ou est-ce un commentaire obsolète ?? à rechercher dans les versions antérieures.

• deux commentaires dans la même fonction :

         !-
         !- step 6.5 : compute dr_ns with the bottom boundary condition 
         !- step 6.5 : initialize qflux at bottom of diffusion and avoid over saturated or under residual soil moisture 
         !-
  

  Le second à l'air obsolète ... à effacer ?
• Toujours dans hydrol_soil, un commentaire important l3211 :

               !- Here we make the assumption that roots do not take water from the 1st layer. 
               !- Comment the us=0 if you want to change this.
  

  Il me semble utile de rajouter un getin pour cela, non ?
• Concernant les erreurs de fermeture de bilan (cf variable waterbal_error), on indique plusieurs fois dans le code que l'on va l'arrêter :

               waterbal_error=.TRUE.
               CALL ipslerr(2, 'hydrol_split_soil', 'We will STOP after hydrol_split_soil.',&
                    & 'check_CWRR','PRECISOL SPLIT FALSE')
  

  sans le faire ! Est-ce à rajouter ?

problèmes conversion (frac_bare/veget) versus (veget,veget_max)

• dans hydrol_init : on passait veget (ie l'ancien veget_max) et on a pas changer le code par rapport à l'ancienne version. On obtient peut-être des incohérences :

         IF ( MINVAL(resdist) .EQ.  MAXVAL(resdist) .AND. MINVAL(resdist) .EQ. val_exp) THEN
            resdist = veget
         ENDIF
         !
         !  Remember that it is only frac_nobio + SUM(veget(,:)) that is equal to 1. Thus we need vegtot
         !
         DO ji = 1, kjpindex
            vegtot(ji) = SUM(veget(ji,:))
         ENDDO
  

  Dois-je laisser le veget de la version standard ? D'après les discussions lors de la réunion du 20/10/2011, on met bien le veget_max dans ces définitions pour être cohérents avec le reste de hydrol.
• dans hydrol_vegetupd on utilise vraiment frac_bare :

      DO jv = 1, nvm
         DO ji =1, kjpindex
            tot_frac_bare(ji) = tot_frac_bare(ji) + veget_max(ji,jv) * frac_bare(ji,jv)
         ENDDO
      END DO
  

  On doit donc le recalculer à partir de la formule dans slowproc :

      frac_bare(:,:) = zero
      frac_bare(:,1) = un
      IF (extcoef .LT. 100) THEN
         DO jv=2,nvm
            frac_bare(:,jv) = EXP(-extcoef * lai(:,jv))
         ENDDO
      ENDIF
  

  et la définition actuelle du veget :

      ! Ajout Nouveau calcul (stomate-like) 
      DO ji = 1, kjpindex
         SUMveg = 0.0
         veget(ji,1) = veget_max(ji,1)
         DO jv = 2, nvm
            veget(ji,jv) = veget_max(ji,jv) * ( 1. - exp( - lai(ji,jv) * ext_coef(jv) ) )
            veget(ji,1) = veget(ji,1) + (veget_max(ji,jv) - veget(ji,jv))
         ENDDO
   [...]
  

Commentaire de Jan :
Ne serait il pas mieux d'avoir des fonctions définies dans Slowproc qui donnent ces informations. Des genres de "slowproc_query veget".
On va s'amuser à répliquer des formules avec tous les risques d'erreures car on a oublié de changer dans une partie du code.

Pour l'instant (merge de hydrol et de routing), il n'y a qu'à un seul endroit ou l'on utilise frac_bare. Le veget et le veget_max étant passé en paramètre de toutes les fonctions de enerbil, condveg et diffuco qui pourraient l'utiliser, il est très de réécrire la formule suivante.

On déduit alors en combinant ces deux définitions :

    frac_bare(:,1) = un
    frac_bare(:,2:nvm) = undef_sechiba
    DO jv = 2, nvm
       DO ji = 1, kjpindex
          IF ( veget_max(ji,jv) .GT. min_sechiba ) &
               frac_bare(ji,jv) = 1 - veget(ji,jv) / veget_max(ji,jv)
       ENDDO
    ENDDO

L'utilisation du undef_sechiba me paraît cohérente lorsque l'on a pas de présence du PFT sur le pixel.
On avait d'ailleurs une erreur avant avec le frac_bare car il était parfois définit (utilisé ?) lorsque veget_max(ji,jv) était nul.
Un problème surgit alors lorsque l'on définit :

    tot_frac_bare(:) = zero
[...]
    DO jv = 1, nvm
       DO ji =1, kjpindex
          tot_frac_bare(ji) = tot_frac_bare(ji) + veget_max(ji,jv) * frac_bare(ji,jv)
       ENDDO
    ENDDO

car on ne teste pas veget_max > min_sechiba. Je le rajoute.

• hydrol_canop : je me pose la question du veget/veget_max ici car on définit qsintveg et precisol dans cette routine. Si l'on passe veget_max, on ne tient plus compte du LAI pour calculer ces deux variables importantes. Je laisse donc veget. C'était bien un bogue de la version LMD.

Formules de convolution/déconvolution

La convolution est définit par les corr_veg_soil ("(:,nvm,nstm) percentage of each veg. type on each soil of each grid point") et les cvs_over_veg ("(:,nvm,nstm) old value of corr_veg_soil/veget_max kept from diag to next split" : commentaire sûrement faux d'après la définition).

       ! somme(corr_veg_soil / vegtot / veget_max ) = 1 - vegtot = frac_nobio
       DO ji=1,kjpindex
          tot_corr_veg_soil(ji)=zero
          DO jst = 1, nstm
             DO jv = 1,nvm
                tot_corr_veg_soil(ji)=tot_corr_veg_soil(ji)+corr_veg_soil(ji,jv,jst) / vegtot(ji) / veget_max(ji,jv)
             ENDDO
          ENDDO
       ENDDO

       DO ji=1,kjpindex
          IF ( ABS( tot_corr_veg_soil(ji) - (1 - vegtot(ji)) ) .GT. EPS1 ) THEN
             WRITE(numout,*) 'corr_veg_soil SPLIT FALSE:ji=',ji,tot_corr_veg_soil(ji),(1 - vegtot(ji))
             WRITE(numout,*) 'err',ABS( tot_corr_veg_soil(ji) - (1 - vegtot(ji)) )
             WRITE(numout,*) 'vegtot',vegtot(ji)
             DO jv=1,nvm
                WRITE(numout,*) 'jv,veget_max,corr_veg_soil',jv,veget_max(ji,jv),corr_veg_soil(ji,jv,:)
             END DO
          ENDIF
       ENDDO

et

    cvs_over_veg(:,:,:) = zero
    DO jv=1,nvm
       DO ji=1,kjpindex
          IF(veget_max(ji,jv).GT.min_sechiba) THEN
             DO jst=1,nstm
                cvs_over_veg(ji,jv,jst) = corr_veg_soil(ji,jv,jst)/vegtot(ji) / veget_max(ji,jv)
             ENDDO
          ENDIF
       END DO
    END DO

Donc pour chaque point de terre :

soit

Ce qui semble assez étrange,

La formule de convolution est alors :

    !
    !
    ! split 2d variables into 3d variables, per soil type
    !
    precisol_ns(:,:)=zero
    DO jv=1,nvm
       DO jst=1,nstm
          DO ji=1,kjpindex
             IF(veget_max(ji,jv).GT.min_sechiba) THEN
                precisol_ns(ji,jst)=precisol_ns(ji,jst)+precisol(ji,jv)* &
                     & corr_veg_soil(ji,jv,jst) / vegtot(ji) / veget_max(ji,jv))
             ENDIF
          END DO
       END DO
    END DO

et la fomule de déconvolution est donnée par le test :

    !
    ! Now we check if the deconvolution is correct and conserves the fluxes:

    IF (check_cwrr) THEN


       tmp_check1(:)=zero
       tmp_check2(:)=zero  

       ! First we check the precisol and evapnu

       DO jst=1,nstm
          DO ji=1,kjpindex
             tmp_check1(ji)=tmp_check1(ji) + &
                  & precisol_ns(ji,jst)*soiltile(ji,jst)*vegtot(ji)
          END DO
       END DO

       DO jv=1,nvm
          DO ji=1,kjpindex
             tmp_check2(ji)=tmp_check2(ji) + precisol(ji,jv)
          END DO
       END DO

       DO ji=1,kjpindex   

          IF(ABS(tmp_check1(ji)- tmp_check2(ji)).GT.allowed_err) THEN
             WRITE(numout,*) 'PRECISOL SPLIT FALSE:ji=',ji,tmp_check1(ji),tmp_check2(ji)
             WRITE(numout,*) 'err',ABS(tmp_check1(ji)- tmp_check2(ji))
             WRITE(numout,*) 'vegtot',vegtot(ji)

             DO jv=1,nvm
                WRITE(numout,*) 'jv,veget_max, precisol',jv,veget_max(ji,jv),precisol(ji,jv)
                DO jst=1,nstm
                   WRITE(numout,*) 'corr_veg_soil:jst',jst,corr_veg_soil(ji,jv,jst)
                END DO
             END DO

             DO jst=1,nstm
                WRITE(numout,*) 'jst,precisol_ns',jst,precisol_ns(ji,jst)
                WRITE(numout,*) 'soiltile', soiltile(ji,jst)
             END DO
             waterbal_error=.TRUE.
             CALL ipslerr(2, 'hydrol_split_soil', 'We will STOP after hydrol_split_soil.',&
                  & 'check_CWRR','PRECISOL SPLIT FALSE')
          ENDIF

       END DO

    ENDIF

On a aussi la formule d'intégration de humrel sur les tile qui semble un peu différente :

    DO jst=1,nstm
       DO jv=1,nvm
          DO ji=1,kjpindex
             humrel(ji,jv)=humrel(ji,jv)+humrelv(ji,jv,jst)*soiltile(ji,jst) &
                  & * cvs_over_veg(ji,jv,jst)*vegtot(ji)
             humrel(ji,jv)=MAX(humrel(ji,jv),zero)
          END DO
       END DO
    END DO

traitement des corrections de Nathalie

Gestion du throughfall_by_pft

J'ai rajouté un booléen ok_throughfall_by_pft.

       IF ( ok_throughfall_by_pft ) THEN
          ! Correction Nathalie - Juin 2006 - une partie de la pluie arrivera toujours sur le sol
          ! sorte de throughfall supplementaire
          qsintveg(:,jv) = qsintveg(:,jv) + veget(:,jv) * ((1-throughfall_by_pft(jv))*precip_rain(:))
       ELSE
          qsintveg(:,jv) = qsintveg(:,jv) + veget(:,jv) * precip_rain(:)
       ENDIF

pour toutes ces corrections (dans hydrol_canop).

J'ai globalisé le OFF_LINE_MODE qui depuis intersurf indiquait si l'on utilisait une interface "intersurf_main*" (utilisation off-line du modèle) ou bien "intersurf_gathered*" (pour les utilisations on-line avec le GCM).

Comme convenu, j'ai donc imposé comme valeur par défaut de ce ok_throughfall_by_pft :

       ok_throughfall_by_pft = .FALSE.
       IF ( .NOT. OFF_LINE_MODE ) ok_throughfall_by_pft = .TRUE.

merge de routing

Messages de TdO dans le module de routage

Dans la procédure routing_truncate, un message et une modification de Tristan a attiré mon attention :

       ! tdo - To take into account rivers that do not flow to the oceans 
       IF ( route_tobasin(ff(1), ff(2)) .GT. nbasmax ) THEN
!       IF ( route_tobasin(ff(1), ff(2)) .EQ. nbasmax + 2) THEN

est-ce correcte ?

notes sur le merge

... et sur la version précédente !

• beaucoup de modification. Ajout de la sauvegarde d'un fichier de diagnostique, soit en netcdf90 si le paramètre RIVER_DESC_FILE contient une extension ".nc" dans routing_diagncfile, soit en texte. Il faudra reconstruire les appels nf90 pour ce fichier avec fliocom.f90.
• des INTENT(in/inout/out) ont été rajouté par rapport aux versions pour diminuer les messages de warning des compilateurs. Il faudra vérifier leur validité avec lf95.
• dans routing_simplify, todosz est bien initialisé, mais jamais utilisé... cela semble être un oubli :

                  todosz(itodo) = outsz(ip)
  

• dans routing_irrigmap, deux tableaux diagnostiques, floodmap et irrigmap ne sont jamais testés (ni sauvés car ce sont directement floodplains et irrigated qui le sont).
• Lors de la modification du fichier de paramètres sechiba.def, je viens de m'apercevoir d'un bogue dans la définition des paramètres de vitesse de routage de la nouvelle version :

    !  The time constants are in days.
    ! 
    REAL(r_std), PARAMETER                            :: slow_tcst_cwrr = 3.0 
    REAL(r_std), PARAMETER                            :: fast_tcst_cwrr = 3.0 
    REAL(r_std), PARAMETER                            :: stream_tcst_cwrr = 0.24 
    REAL(r_std), PARAMETER                            :: flood_tcst_cwrr = 4.0 
    REAL(r_std), PARAMETER                            :: swamp_cst_cwrr = 0.2
  [...]
      !
      IF ( hydrol_cwrr ) THEN
         fast_tcst = slow_tcst_cwrr
      ELSE
         fast_tcst = fast_tcst_chois
      ENDIF
  

  Il parait peut probable que la vitesse d'écoulement du répertoire rapide soit la même que la vitesse d'écoulement du répertoire lent (3jours) alors que la vitesse d'écoulement du réservoir stream est de 0.24 jours.

Commentaire de Matthieu G.:
Ceci n'est pas un bug dans le code. Quand on se réfère à la thèse de Tristan (en haut de la page 105), on trouve la justification de mettre la constante du réservoir slow égale à celle du fast quand on utilise l'hydrologie 11 couches.
Donc, ce n'est pas un bug mais en revanche, la justification de Tristan peut être rediscutée d'un point de vue scientifique...

Je corrige ce bogue en remettant la valeur par défaut de choisnel de 25 j pour slow_tcst_cwrr et en corrigeant la définition de fast_tcst qui doit valoir fast_tcst_cwrr dans le cas hydrol_cwrr.

merge de sechiba

• A la fin de l'appel de hydrol_main, on a dans la version LMD :

            rsol(:) = -un
  

  Pourquoi cette initialisation a disparut dans la version standard.
• A revoir : on a encore des ntsm ?? ça ne devrait pas être nscm, comme dans hydrol ?

         IF ( control_in%hydrol_cwrr ) THEN
            CALL histwrite(hist_id, 'soiltile',  kjit, soiltile, kjpindex*nstm, indexsoil)
  

merge de intersurf

• nbdl devient nslm dans la définition de diaglev.
• On définit diaglev dans intsurf_history :

      DO jv = 1, nslm-1
         diaglev(jv) = dpu_max/(2**(nslm-1) -1) * ( ( 2**(jv-1) -1) + ( 2**(jv) -1) ) / deux
      ENDDO
      diaglev(nslm) = dpu_max
      !
  

  On aurait pu le définir dans intsurf_config, non ?

merge de slowproc

• à vérifier avec les autres driver : déplacement/redéfinition de diaglev + validation stomate activé
• ancien bug toujours présent dans la version LMD dans la définition des soiltiles :

            ! Soiltiles are only used in hydrol, but we fix them in here because some time it might depend
            ! on a changing vegetation (but then some adaptation should be made to hydrol) and be also used
            ! in the other modules to perform separated energy balances
            njsc(:) = 0
            soiltile(:,:) = zero
            DO ji = 1, kjpindex
               njsc(ji) = MAXLOC(soilclass(ji,:),1)
               soiltile(:,1) = SUM(frac_nobio(ji,:))
            ENDDO
            DO jv = 1, nvm
               jst = pref_soil_veg(jv)
               DO ji = 1, kjpindex
                  soiltile(ji,jst) = soiltile(ji,jst) + veget(ji,jv)
               ENDDO
            ENDDO
  

  On prend alors ici toujours le frac_nobio du dernier point. Le code corrigé est :

            ! Soiltiles are only used in hydrol, but we fix them in here because some time it might depend
            ! on a changing vegetation (but then some adaptation should be made to hydrol) and be also used
            ! in the other modules to perform separated energy balances
            njsc(:) = 0
            soiltile(:,:) = zero
            DO ji = 1, kjpindex
               njsc(ji) = MAXLOC(soilclass(ji,:),1)
               soiltile(ji,1) = SUM(frac_nobio(ji,:))
            ENDDO
            DO jv = 1, nvm
               jst = pref_soil_veg(jv)
               DO ji = 1, kjpindex
                  soiltile(ji,jst) = soiltile(ji,jst) + veget(ji,jv)
               ENDDO
            ENDDO
  

• Définitions des soilclass, clayfraction, soiltile et njsc : On fait deux appel à slowproc_soilt

         IF ( MINVAL(soilclass) .EQ. MAXVAL(soilclass) .AND. MAXVAL(soilclass) .EQ. val_exp .OR.&
              & MINVAL(clayfraction) .EQ. MAXVAL(clayfraction) .AND. MAXVAL(clayfraction) .EQ. val_exp) THEN
  
            CALL slowproc_soilt(kjpindex, lalo, neighbours, resolution, contfrac, soilclass, clayfraction)
  
         ENDIF
  
         IF ( MINVAL(soiltile) .EQ. MAXVAL(soiltile) .AND. MAXVAL(soiltile) .EQ. val_exp .OR.&
              & MINVAL(njsc) .EQ. MAXVAL(njsc) .AND. MAXVAL(njsc) .EQ. undef_int .OR.&
              & MINVAL(clayfraction) .EQ. MAXVAL(clayfraction) .AND. MAXVAL(clayfraction) .EQ. val_exp) THEN
            CALL slowproc_soilt(kjpindex, lalo, neighbours, resolution, contfrac, soilclass, clayfraction)
  
            ! Soiltiles are only used in hydrol, but we fix them in here because some time it might depend
  

  Le second appel me semble inutile. Si les soiltile et njsc ne sont pas dans le restart, il suffit simplement de les recalculer. Je simplifie donc :

         IF ( MINVAL(soilclass) .EQ. MAXVAL(soilclass) .AND. MAXVAL(soilclass) .EQ. val_exp .OR.&
              & MINVAL(clayfraction) .EQ. MAXVAL(clayfraction) .AND. MAXVAL(clayfraction) .EQ. val_exp) THEN
  
            CALL slowproc_soilt(kjpindex, lalo, neighbours, resolution, contfrac, soilclass, clayfraction)
  
         ENDIF
  
         IF ( MINVAL(soiltile) .EQ. MAXVAL(soiltile) .AND. MAXVAL(soiltile) .EQ. val_exp .OR.&
              & MINVAL(njsc) .EQ. MAXVAL(njsc) .AND. MAXVAL(njsc) .EQ. undef_int) THEN
  
            ! Soiltiles are only used in hydrol, but we fix them in here because some time it might depend
  

• définition de ext_coef dans slowproc_lai : incohérence manifeste avec l'utilisation de stomate dans la version LMD.
  Lorsque active stomate avec la version LMD, on n'utilise slowproc_lai uniquement si on a pas de restart (dans slowproc_init). Or on définit un extcoef (constant pour tous les PFTs) dans cette routine par un getin_p qui n'est pas a prioiri cohérent avec le ext_coef(j par PFT) utilisé dans diffuco et slowproc_veget et définit dans constantes_co2

  ! extinction coefficient of the Monsi&Seaki relationship (1953)
   &  ext_coef = (/.5, .5, .5, .5, .5, .5, .5, .5, .5, .5, .5, .5, .5/)
  

  et le ext_coeff(j par PFT) utilisé dans lpj_establish et lpj_light
  (définit dans stomate_constants, mais qui est initialisé avec le ext_coef de constantes_co2 dans stomate_data)

  ! extinction coefficient of the Monsi&Seaki (53) relationship
    REAL(r_std), SAVE, DIMENSION(nvm)                     :: ext_coeff
  

  Comme convenu, on ne définira plus le frac_bare dans la routine, mais on utilisera partout le ext_coef de constantes_co2 (paramétré par un getin dans slowproc_init) pour simplifié.

Commentaire de Matthieu G.:
2 remarques au sujet de ce coeff d'extinction:

• Il y a une grande incertitude sur sa valeur qui nécessitera, à mon avis, des tests de sensibilité en temps voulu.
  
  • ext_coeff=0.5 par défaut dans le modèle
    
  • ext_coeff=3.0 d'après Perrier & Guimberteau (on avait regardé l'évaporation du sol nu principalement sur les USA)
    
  • ext_coeff=4.0 d'après la thèse de D'Orgeval (simulation CWRR2 en bas de la page 87). En haut de la page 92, ce coefficient aurait été fixé (donc =4) "à une valeur élevée principalement pour éviter une réactivité trop forte via l'évaporation dès que le LAI diminue et éviter des incohérences avec les mesures d'Hapex-Sahel". Il préconise même de faire d'autres tests pour mieux caler ce paramètre.
    
• Actuellement, le coef ne dépend pas du PFT. L'attribution de différentes valeurs de extcoef pour les différentes PFTs est par conséquent souhaitable.

• Dans slowproc_lai de la version tagguée, le commentaire "Test Nathalie. On impose LAI PFT 1 a 0" est obsolète car on doit toujours bouclé sur 2,nvm pour le calcul du lai. Le lai du PFT 1 vaut toujours zéro par convention.
• Enfin dans le cas read_lai=.TRUE., on conserve (pour l'instant ?) la suppression de l'interpolation de la carte de lai lorsque type_of_lai vaut "mean" pour un PFT du fait du bogue de neige dans l'ancienne carte de lai. La nouvelle carte de LAI corrige ce problème et on a donc type_of_lai toujours égale à "inter" dans les versions suivants la orchidee_1_9_5.
• il me semble que le commentaire de la routine slowproc_soilt devrait être revu :

    SUBROUTINE slowproc_soilt(nbpt, lalo, neighbours, resolution, contfrac, soilclass, clayfraction)
      !
      !
      !   This subroutine should read the Zobler map and interpolate to the model grid. The method
      !   is to get fraction of the three main soiltypes for each grid box.
      !   The soil fraction are going to be put into the array soiltype in the following order :
      !   coarse, medium and fine.
      !
  

soiltile = fraction of PFT on each soil-hydrology tile

njsc = indexing of PFT to soiltile

Notes sur les tests

1. Choisnel sans routage
2. CWRR sans routage ni irrigation
3. CWRR avec routage mais sans irrigation ou plaines d'inondation
4. CWRR avec routage et irrigation+plaines
5. Choisnel avec routage
6. Choisnel avec routage et irrigation.
7. Activation de stomate avec la même liste !
   1. Choisnel sans routage
   2. CWRR sans routage ni irrigation
   3. CWRR avec routage mais sans irrigation ou plaines d'inondation
   4. CWRR avec routage et irrigation+plaines
   5. Choisnel avec routage
   6. Choisnel avec routage et irrigation.

Notes de Isabelle Goutevin sur la version hydro

Explications dans le fichier qques_bugs.odt​ :

1. prise en compte de la hauteur de neige dans le shumdiag utilisé par thermosoil.
2. indices de l'échelle diag (nbdl) vs indices de l'échelle hydro (nslm).

Les fichiers correction_neige​ et correction_indices​ contiennent les corrections proposées.