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trunk/dyn3d/guide.f90 revision 76 by guez, Fri Nov 15 18:45:49 2013 UTC trunk/dyn3d/guide.f revision 109 by guez, Wed Sep 17 10:08:00 2014 UTC
# Line 9  MODULE guide_m Line 9  MODULE guide_m
9    
10  CONTAINS  CONTAINS
11    
12    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, ps)
13    
14      ! Author: F.Hourdin      ! Author: F.Hourdin
15    
16      USE comconst, ONLY : cpp, daysec, dtvr, kappa      USE comconst, ONLY: cpp, daysec, dtvr, kappa
17      USE comgeom, ONLY : aire, rlatu, rlonv      USE comgeom, ONLY: aire, rlatu, rlonv
18      USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iperiod
19      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &
20           guide_p, ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &           ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &
21           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, online
22           online      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
23      USE dimens_m, ONLY : jjm, llm      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs
24      USE disvert_m, ONLY : ap, bp, preff, presnivs      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
25      USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb      use netcdf, only: nf90_nowrite
26      USE inigrads_m, ONLY : inigrads      use netcdf95, only: nf95_close, nf95_inq_dimid, nf95_inquire_dimension, &
27      use massdair_m, only: massdair           nf95_open
     use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &  
          nf90_inquire_dimension  
28      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
29      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
30      USE q_sat_m, ONLY : q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
31      USE serre, ONLY : clat, clon      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
32      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      USE serre, ONLY: clat, clon
33        use tau2alpha_m, only: tau2alpha
34      ! variables dynamiques      use writefield_m, only: writefield
     REAL vcov(ip1jm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants  
     REAL, intent(inout):: teta(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
     REAL q(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
     REAL ps(ip1jmp1) ! pression au sol  
     REAL, intent(out):: masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
   
     ! variables dynamiques pour les reanalyses.  
     REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: psrea1(ip1jmp1) ! ps  
     REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
     REAL, save:: psrea2(ip1jmp1) ! ps  
35    
36      REAL, save:: alpha_q(ip1jmp1)      INTEGER, INTENT(IN):: itau
37      REAL, save:: alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
38      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
39    
40      INTEGER ilon, ilat      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
41      REAL factt, ztau(ip1jmp1)      ! température potentielle
42    
43      INTEGER, INTENT(IN):: itau      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
44      INTEGER ij, l      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
     INTEGER ncidpl, varidpl, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
45    
46      ! TEST SUR QSAT      ! Local:
     REAL p(ip1jmp1, llmp1), pk(ip1jmp1, llm), pks(ip1jmp1)  
     REAL pkf(ip1jmp1, llm)  
     REAL pres(ip1jmp1, llm)  
   
     REAL qsat(ip1jmp1, llm)  
     REAL unskap  
     REAL tnat(ip1jmp1, llm)  
   
     LOGICAL:: first = .TRUE.  
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
47    
48      !-----------------------------------------------------------------------      ! variables dynamiques pour les réanalyses
49    
50      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
51        ! vents covariants reanalyses
52    
53      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54        REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55    
56      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
57      CALL massdair(p, masse)      ! vents covariants reanalyses
58      CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk, pkf)  
59      tnat(:, :) = pk(:, :)*teta(:, :)/cpp      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
60      unskap = 1./kappa      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
61      pres(:, :) = preff*(pk(:, :)/cpp)**unskap      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
     qsat = q_sat(tnat, pres)  
62    
     ! initialisations pour la lecture des reanalyses.  
63      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape
64      ! alpha=1 signifie pas d'injection      ! alpha=1 signifie pas d'injection
65      ! alpha=0 signifie injection totale      ! alpha=0 signifie injection totale
66        REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
67        REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
68        REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
69    
70      IF (online==-1) THEN      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
71         RETURN  
72      END IF      INTEGER ilon, ilat
73        REAL factt ! pas de temps entre deux appels au guidage, en fraction de jour
74    
75        INTEGER ij, l
76        INTEGER ncid, dimid
77        REAL tau
78        INTEGER, SAVE:: nlev
79    
80        ! TEST SUR QSAT
81        REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
82        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
83        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
84    
85        !-----------------------------------------------------------------------
86    
87      IF (first) THEN      !!PRINT *, 'Call sequence information: guide'
88    
89        first_call: IF (itau == 0) THEN
90         CALL conf_guide         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  
91    
92         IF (online==1) THEN         IF (online) THEN
93            ! Constantes de temps de rappel en jour            ! 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  
94    
95            ! coordonnees du centre du zoom            ! coordonnees du centre du zoom
96            CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)            CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)
97            ! aire de la maille au centre du zoom            ! aire de la maille au centre du zoom
98            aire_min = aire(ilon+(ilat-1)*iip1)            aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)
99            ! aire maximale de la maille            ! aire maximale de la maille
100            aire_max = 0.            aire_max = 0.
101            DO ij = 1, ip1jmp1            DO ij = 1, ip1jmp1
102               aire_max = max(aire_max, aire(ij))               aire_max = max(aire_max, aire(ij))
103            END DO            END DO
           ! factt = pas de temps en fraction de jour  
           factt = dtvr*iperiod/daysec  
104    
105            CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)            factt = dtvr * iperiod / daysec
           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 ')  
106    
107            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees            CALL tau2alpha(3, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
108              CALL tau2alpha(2, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
109              CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
110              CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
111         ELSE         ELSE
112              ! Cas où on force exactement par les variables analysées
113            alpha_t = 0.            alpha_t = 0.
114            alpha_u = 0.            alpha_u = 0.
115            alpha_v = 0.            alpha_v = 0.
116            alpha_p = 0.            alpha_q = 0.
           ! physic=.false.  
117         END IF         END IF
118    
        itau_test = 1001  
119         step_rea = 1         step_rea = 1
120         count_no_rea = 0         count_no_rea = 0
121         ncidpl = -99         ncid = -99
122    
        ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
123         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux
124         if (guide_u) then         if (guide_u) call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncid)
125            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)         if (guide_v) call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncid)
126         endif         if (guide_T) call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncid)
127           if (guide_Q) call nf95_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncid)
        if (guide_v) then  
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
        endif  
   
        if (guide_T) then  
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
        endif  
   
        if (guide_Q) then  
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)  
        endif  
128    
129         IF (ncep) THEN         IF (ncep) THEN
130            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
131         ELSE         ELSE
132            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
133         END IF         END IF
134         status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)         call nf95_inquire_dimension(ncid, dimid, nclen=nlev)
135         PRINT *, 'nlev', nlev         PRINT *, 'nlev', nlev
136         rcod = nf90_close(ncidpl)         call nf95_close(ncid)
137         ! Lecture du premier etat des reanalyses.         ! Lecture du premier etat des reanalyses.
138         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
139              masserea2, psrea2, 1, nlev)              masserea2, nlev)
140         qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
141    
142         ! Debut de l'integration temporelle:         CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
143      END IF ! first         CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
144        END IF first_call
145    
146      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
147    
148      ditau = real(itau)      ! Nudging fields are given 4 times per day:
149      dday_step = real(day_step)      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
150      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'         vcovrea1 = vcovrea2
151      WRITE (*, *) ditau, dday_step         ucovrea1 = ucovrea2
152      toto = 4*ditau/dday_step         tetarea1 = tetarea2
153      reste = toto - aint(toto)         qrea1 = qrea2
154    
155      IF (reste==0.) THEN         PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &
156         IF (itau_test==itau) THEN              count_no_rea, ' non lectures'
157            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau         step_rea = step_rea + 1
158            STOP         CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
159         ELSE              masserea2, nlev)
160            vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
161            ucovrea1(:, :) = ucovrea2(:, :)         factt = dtvr * iperiod / daysec
162            tetarea1(:, :) = tetarea2(:, :)         CALL writefield("ucov", ucov)
163            qrea1(:, :) = qrea2(:, :)         CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
164           CALL writefield("teta", teta)
165            PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &         CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
166                 count_no_rea, ' non lectures'         CALL writefield("qrea2", qrea2)
167            step_rea = step_rea + 1         CALL writefield("q", q)
           itau_test = itau  
           CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, &  
                qrea2, masserea2, psrea2, 1, nlev)  
           qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)  
           factt = dtvr*iperiod/daysec  
           ztau(:) = factt/max(alpha_t(:), 1.E-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 ')  
   
        END IF  
168      ELSE      ELSE
169         count_no_rea = count_no_rea + 1         count_no_rea = count_no_rea + 1
170      END IF      END IF
171    
172      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
173    
174      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
175    
176      ditau = real(itau)      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     dday_step = real(day_step)  
177    
     tau = 4*ditau/dday_step  
     tau = tau - aint(tau)  
   
     ! ucov  
178      IF (guide_u) THEN      IF (guide_u) THEN
179         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
180            DO ij = 1, ip1jmp1            ucov = ucovrea1
181               a = (1.-tau)*ucovrea1(ij, l) + tau*ucovrea2(ij, l)         else
182               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) &
183               IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a                 + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
184            END DO                 + tau * ucovrea2(:, :, l))
185         END DO         end IF
186      END IF      END IF
187    
188      IF (guide_t) THEN      IF (guide_t) THEN
189         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
190            DO ij = 1, ip1jmp1            teta = tetarea1
191               a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)         else
192               teta(ij, l) = (1.-alpha_t(ij))*teta(ij, l) + alpha_t(ij)*a            forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) * teta(:, :, l) &
193               IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a                 + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
194            END DO                 + tau * tetarea2(:, :, l))
195         END DO         end IF
     END IF  
   
     ! P  
     IF (guide_p) THEN  
        DO ij = 1, ip1jmp1  
           a = (1.-tau)*psrea1(ij) + tau*psrea2(ij)  
           ps(ij) = (1.-alpha_p(ij))*ps(ij) + alpha_p(ij)*a  
           IF (first .AND. ini_anal) ps(ij) = a  
        END DO  
        forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps  
        CALL massdair(p, masse)  
196      END IF      END IF
197    
     ! q  
198      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
199         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
200            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
201               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
202               ! hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
203               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
204               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
205               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
206            END DO            q = qsat * qrea1 * 0.01
207         END DO         else
208              forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
209                   + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
210                   + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
211           end IF
212      END IF      END IF
213    
     ! vcov  
214      IF (guide_v) THEN      IF (guide_v) THEN
215         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
216            DO ij = 1, ip1jm            vcov = vcovrea1
217               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         else
218               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) &
219               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a                 + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
220            END DO                 + tau * vcovrea2(:, :, l))
221            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         end IF
        END DO  
222      END IF      END IF
223    
     first = .FALSE.  
   
224    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
225    
226  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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