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trunk/dyn3d/guide.f revision 90 by guez, Wed Mar 12 21:16:36 2014 UTC trunk/Sources/dyn3d/Guide/guide.f revision 139 by guez, Tue May 26 17:46:03 2015 UTC
# Line 5  MODULE guide_m Line 5  MODULE guide_m
5    
6    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
7    
   REAL aire_min, aire_max  
   
8  CONTAINS  CONTAINS
9    
10    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, ps)
11    
12      ! Author: F.Hourdin      ! Author: F.Hourdin
13    
14      USE comconst, ONLY: cpp, daysec, dtvr, kappa      USE comconst, ONLY: cpp, kappa
15      USE comgeom, ONLY: aire, rlatu, rlonv      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
16      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iperiod      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ncep, &
17      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &           ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, tau_min_t, &
18           ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &           tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, online, factt
          tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &  
          online  
19      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
20      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
21        use dynetat0_m, only: grossismx, grossismy, rlatu, rlatv
22      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
23      USE inigrads_m, ONLY: inigrads      use init_tau2alpha_m, only: init_tau2alpha
24      use massdair_m, only: massdair      use netcdf, only: nf90_nowrite
25      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &      use netcdf95, only: nf95_close, nf95_inq_dimid, nf95_inquire_dimension, &
26           nf90_inquire_dimension           nf95_open
27      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
28      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
29      USE q_sat_m, ONLY: q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
30      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
31      USE serre, ONLY: clat, clon      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
32      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use writefield_m, only: writefield
33    
34      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
35        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
36        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
37    
38        REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
39        ! température potentielle
40    
41      ! variables dynamiques      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL ucov(ip1jmp1, llm), vcov(ip1jm, llm) ! vents covariants  
     REAL, intent(inout):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! température potentielle  
     REAL q(iim + 1, jjm + 1, llm)  
     REAL, intent(out):: masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
42      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
43    
44      ! Local:      ! Local:
45    
46      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! variables dynamiques pour les réanalyses
47      REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
48        REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
49        ! vents covariants reanalyses
50    
51      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
52      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
53      REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
54        REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
55        ! vents covariants reanalyses
56    
57      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
58      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
59      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
60    
61        ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
62        ! alpha=0 signifie pas d'injection
63        ! alpha=1 signifie injection totale
64      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
65      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
66      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
67    
68      INTEGER ilon, ilat      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
     REAL factt, ztau(iim + 1, jjm + 1)  
69    
70      INTEGER ij, i, j, l      INTEGER l
71      INTEGER ncidpl, status      INTEGER ncid, dimid
72      INTEGER rcod, rid      REAL tau
     REAL ditau, tau, a  
73      INTEGER, SAVE:: nlev      INTEGER, SAVE:: nlev
74    
75      ! TEST SUR QSAT      ! TEST SUR QSAT
76      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
77      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
     REAL pres(iim + 1, jjm + 1, llm)  
   
78      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL unskap  
     REAL tnat(iim + 1, jjm + 1, llm)  
79    
80      LOGICAL:: first = .TRUE.      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
81    
82      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
83    
84      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      !!PRINT *, 'Call sequence information: guide'
   
     ! calcul de l'humidite saturante  
   
     forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps  
     CALL massdair(p, masse)  
     CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)  
     tnat = pk * teta / cpp  
     unskap = 1. / kappa  
     pres = preff * (pk / cpp)**unskap  
     qsat = q_sat(tnat, pres)  
   
     ! initialisations pour la lecture des reanalyses.  
     ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape  
     ! alpha=1 signifie pas d'injection  
     ! alpha=0 signifie injection totale  
   
     IF (online== - 1) THEN  
        RETURN  
     END IF  
   
     IF (first) THEN  
        CALL conf_guide  
        file = 'guide'  
        CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &  
             180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
        PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'  
        IF (online== - 1) RETURN  
   
        IF (online==1) THEN  
           ! Constantes de temps de rappel en jour  
           ! 0.1 c'est en gros 2h30.  
           ! 1e10 est une constante infinie donc en gros pas de guidage  
   
           ! coordonnees du centre du zoom  
           CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)  
           ! aire de la maille au centre du zoom  
           aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)  
           ! aire maximale de la maille  
           aire_max = 0.  
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              aire_max = max(aire_max, aire(ij))  
           END DO  
           ! factt = pas de temps en fraction de jour  
           factt = dtvr * iperiod / daysec  
   
           CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)  
           CALL tau2alpha(2, iip1, jjp1, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)  
           CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)  
           CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_p, tau_max_p, alpha_p)  
           CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)  
   
           CALL dump2d(iip1, jjp1, aire, 'AIRE MAILLe ')  
           CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_u, 'COEFF U ')  
           CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_t, 'COEFF T ')  
85    
86            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees      first_call: IF (itau == 0) THEN
87           IF (online) THEN
88              IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
89                 ! grille regulière
90                 if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
91                 if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
92                 if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
93                 if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
94              else
95                 call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
96    
97                 if (guide_u) then
98                    CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
99                    CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
100                 end if
101    
102                 if (guide_v) then
103                    CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
104                    CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
105                 end if
106    
107                 if (guide_t) then
108                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
109                    CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
110                 end if
111    
112                 if (guide_q)  then
113                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
114                    CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
115                 end if
116              end IF
117         ELSE         ELSE
118            alpha_t = 0.            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
119            alpha_u = 0.            if (guide_u) alpha_u = 1.
120            alpha_v = 0.            if (guide_v) alpha_v = 1.
121            alpha_p = 0.            if (guide_t) alpha_t = 1.
122            ! physic=.false.            if (guide_q) alpha_q = 1.
123         END IF         END IF
124    
        itau_test = 1001  
125         step_rea = 1         step_rea = 1
126         count_no_rea = 0         count_no_rea = 0
        ncidpl = -99  
127    
128         ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux :
        ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux  
        if (guide_u) then  
           if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)  
        endif  
129    
130         if (guide_v) then         if (guide_u) then
131            if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)            call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncid)
132         endif         else if (guide_v) then
133              call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncid)
134         if (guide_T) then         else if (guide_T) then
135            if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)            call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncid)
136         endif         else
137              call nf95_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncid)
138         if (guide_Q) then         end if
           if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)  
        endif  
139    
140         IF (ncep) THEN         IF (ncep) THEN
141            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
142         ELSE         ELSE
143            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
144         END IF         END IF
145         status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)         call nf95_inquire_dimension(ncid, dimid, nclen=nlev)
146         PRINT *, 'nlev', nlev         PRINT *, 'nlev = ', nlev
147         rcod = nf90_close(ncidpl)         call nf95_close(ncid)
148         ! Lecture du premier etat des reanalyses.  
149           ! Lecture du premier état des réanalyses :
150         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
151              masserea2, nlev)              masserea2, nlev)
152         qrea2 = max(qrea2, 0.1)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
153        END IF first_call
        ! Debut de l'integration temporelle:  
     END IF ! first  
154    
155      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
156    
157      ditau = real(itau)      ! Nudging fields are given 4 times per day:
158      dday_step = real(day_step)      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
159      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'         vcovrea1 = vcovrea2
160      WRITE (*, *) ditau, dday_step         ucovrea1 = ucovrea2
161      toto = 4 * ditau / dday_step         tetarea1 = tetarea2
162      reste = toto - aint(toto)         qrea1 = qrea2
163    
164      IF (reste==0.) THEN         PRINT *, 'Lecture fichiers guidage, pas ', step_rea, 'apres ', &
165         IF (itau_test==itau) THEN              count_no_rea, ' non lectures'
166            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau         step_rea = step_rea + 1
167            STOP         CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
168         ELSE              masserea2, nlev)
169            vcovrea1 = vcovrea2         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
           ucovrea1 = ucovrea2  
           tetarea1 = tetarea2  
           qrea1 = qrea2  
   
           PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &  
                count_no_rea, ' non lectures'  
           step_rea = step_rea + 1  
           itau_test = itau  
           CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, &  
                qrea2, masserea2, nlev)  
           qrea2 = max(qrea2, 0.1)  
           factt = dtvr * iperiod / daysec  
           ztau = factt / max(alpha_t, 1E-10)  
           CALL wrgrads(igrads, 1, aire, 'aire ', 'aire ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, dxdys, 'dxdy ', 'dxdy ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_u, 'au ', 'au ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_t, 'at ', 'at ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, ztau, 'taut ', 'taut ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, ucov, 'u ', 'u ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, ucovrea2, 'ua ', 'ua ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, teta, 'T ', 'T ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, tetarea2, 'Ta ', 'Ta ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, qrea2, 'Qa ', 'Qa ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, q, 'Q ', 'Q ')  
   
           CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')  
170    
171         END IF         if (guide_u) then
172              CALL writefield("ucov", ucov)
173              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
174           end if
175    
176           if (guide_t) then
177              CALL writefield("teta", teta)
178              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
179           end if
180    
181           if (guide_q) then
182              CALL writefield("qrea2", qrea2)
183              CALL writefield("q", q)
184           end if
185      ELSE      ELSE
186         count_no_rea = count_no_rea + 1         count_no_rea = count_no_rea + 1
187      END IF      END IF
188    
189      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses  
190    
191      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
192    
193      ditau = real(itau)      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     dday_step = real(day_step)  
   
     tau = 4 * ditau / dday_step  
     tau = tau - aint(tau)  
194    
     ! ucov  
195      IF (guide_u) THEN      IF (guide_u) THEN
196         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
197            DO ij = 1, ip1jmp1            ucov = ucovrea1
198               a = (1. - tau) * ucovrea1(ij, l) + tau * ucovrea2(ij, l)         else
199               ucov(ij, l) = (1. - alpha_u(ij)) * ucov(ij, l) + alpha_u(ij) * a            forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) * ucov(:, :, l) &
200               IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a                 + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
201            END DO                 + tau * ucovrea2(:, :, l))
202         END DO         end IF
203      END IF      END IF
204    
205      IF (guide_t) THEN      IF (guide_t) THEN
206         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
207            do j = 1, jjm + 1            teta = tetarea1
208               DO i = 1, iim + 1         else
209                  a = (1. - tau) * tetarea1(i, j, l) + tau * tetarea2(i, j, l)            forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) * teta(:, :, l) &
210                  teta(i, j, l) = (1. - alpha_t(i, j)) * teta(i, j, l) &                 + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
211                       + alpha_t(i, j) * a                 + tau * tetarea2(:, :, l))
212                  IF (first .AND. ini_anal) teta(i, j, l) = a         end IF
              END DO  
           end do  
        END DO  
213      END IF      END IF
214    
215      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
216         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
217            do j = 1, jjm + 1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
218               DO i = 1, iim + 1         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
219                  a = (1. - tau) * qrea1(i, j, l) + tau * qrea2(i, j, l)         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
220                  ! hum relative en % -> hum specif  
221                  a = qsat(i, j, l) * a * 0.01         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
222                  q(i, j, l) = (1. - alpha_q(i, j)) * q(i, j, l) &         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
223                       + alpha_q(i, j) * a            q = qsat * qrea1 * 0.01
224                  IF (first .AND. ini_anal) q(i, j, l) = a         else
225               END DO            forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
226            end do                 + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
227         END DO                 + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
228           end IF
229      END IF      END IF
230    
     ! vcov  
231      IF (guide_v) THEN      IF (guide_v) THEN
232         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
233            DO ij = 1, ip1jm            vcov = vcovrea1
234               a = (1. - tau) * vcovrea1(ij, l) + tau * vcovrea2(ij, l)         else
235               vcov(ij, l) = (1. - alpha_v(ij)) * vcov(ij, l) + alpha_v(ij) * a            forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) * vcov(:, :, l) &
236               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a                 + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
237            END DO                 + tau * vcovrea2(:, :, l))
238            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         end IF
        END DO  
239      END IF      END IF
240    
     first = .FALSE.  
   
241    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
242    
243  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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