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revision 83 by guez, Thu Mar 6 15:12:00 2014 UTC revision 112 by guez, Thu Sep 18 13:36:51 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    
# Line 17  CONTAINS Line 17  CONTAINS
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
     USE dimens_m, ONLY: jjm, llm  
23      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs
24      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
25      USE inigrads_m, ONLY: inigrads      use netcdf, only: nf90_nowrite
26      use massdair_m, only: massdair      use netcdf95, only: nf95_close, nf95_inq_dimid, nf95_inquire_dimension, &
27      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &           nf95_open
          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 read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
32      USE serre, ONLY: clat, clon      USE serre, ONLY: clat, clon
33      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
34        use writefield_m, only: writefield
35    
36      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
37        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
38        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
39    
40      ! variables dynamiques      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
41      REAL ucov(ip1jmp1, llm), vcov(ip1jm, llm) ! vents covariants      ! température potentielle
42      REAL, intent(inout):: teta(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
43      REAL q(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
44      REAL, intent(out):: masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
     REAL, intent(inout):: ps(ip1jmp1) ! pression au sol  
45    
46      ! Local:      ! Local:
47    
48      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! variables dynamiques pour les réanalyses
49      REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
50      REAL, save:: tetarea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
51      REAL, save:: qrea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales      ! vents covariants reanalyses
52      REAL, save:: psrea1(ip1jmp1) ! ps  
53      REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54      REAL, save:: tetarea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55      REAL, save:: qrea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
56        REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
57        ! vents covariants reanalyses
58    
59        REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
60        REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
61      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
     REAL, save:: psrea2(ip1jmp1) ! ps  
62    
63      REAL, save:: alpha_q(ip1jmp1)      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape
64      REAL, save:: alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)      ! alpha=0 signifie pas d'injection
65      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      ! alpha=1 signifie injection totale
66      REAL dday_step, toto, reste      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
67      real, save:: itau_test      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
68        REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
69    
70      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
71    
72      INTEGER ilon, ilat      INTEGER ilon, ilat
73      REAL factt, ztau(ip1jmp1)      REAL factt ! pas de temps entre deux appels au guidage, en fraction de jour
74    
75      INTEGER ij, l      INTEGER ij, l
76      INTEGER ncidpl, varidpl, status      INTEGER ncid, dimid
77      INTEGER rcod, rid      REAL tau
     REAL ditau, tau, a  
78      INTEGER, SAVE:: nlev      INTEGER, SAVE:: nlev
79    
80      ! TEST SUR QSAT      ! TEST SUR QSAT
81      REAL p(ip1jmp1, llmp1), pk(ip1jmp1, llm), pks(ip1jmp1)      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
82      REAL pkf(ip1jmp1, llm)      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
83      REAL pres(ip1jmp1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
   
     REAL qsat(ip1jmp1, llm)  
     REAL unskap  
     REAL tnat(ip1jmp1, llm)  
   
     LOGICAL:: first = .TRUE.  
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
84    
85      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
86    
87      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      !!PRINT *, 'Call sequence information: guide'
   
     ! calcul de l'humidite saturante  
88    
89      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      first_call: IF (itau == 0) THEN
     CALL massdair(p, masse)  
     CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk, pkf)  
     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  
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            if (guide_u) CALL tau2alpha(3, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
108              if (guide_v) CALL tau2alpha(2, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
109              if (guide_t) CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
110              if (guide_q) CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
111         ELSE         ELSE
112            alpha_t = 0.            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
113            alpha_u = 0.            if (guide_u) alpha_t = 1.
114            alpha_v = 0.            if (guide_v) alpha_u = 1.
115            alpha_p = 0.            if (guide_t) alpha_v = 1.
116            ! physic=.false.            if (guide_q) alpha_q = 1.
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
        ncidpl = -99  
121    
        ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
122         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux
123         if (guide_u) then         if (guide_u) then
124            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)            call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncid)
125         endif         else if (guide_v) then
126              call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncid)
127         if (guide_v) then         else if (guide_T) then
128            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)            call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncid)
129         endif         else
130              call nf95_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncid)
131         if (guide_T) then         end if
           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  
132    
133         IF (ncep) THEN         IF (ncep) THEN
134            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
135         ELSE         ELSE
136            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
137         END IF         END IF
138         status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)         call nf95_inquire_dimension(ncid, dimid, nclen=nlev)
139         PRINT *, 'nlev', nlev         PRINT *, 'nlev', nlev
140         rcod = nf90_close(ncidpl)         call nf95_close(ncid)
141         ! Lecture du premier etat des reanalyses.         ! Lecture du premier etat des reanalyses.
142         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
143              masserea2, psrea2, 1, nlev)              masserea2, nlev)
144         qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
145    
146         ! Debut de l'integration temporelle:         if (guide_u) CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
147      END IF ! first         if (guide_t) CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
148        END IF first_call
149    
150      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
151    
152      ditau = real(itau)      ! Nudging fields are given 4 times per day:
153      dday_step = real(day_step)      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
154      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'         vcovrea1 = vcovrea2
155      WRITE (*, *) ditau, dday_step         ucovrea1 = ucovrea2
156      toto = 4*ditau/dday_step         tetarea1 = tetarea2
157      reste = toto - aint(toto)         qrea1 = qrea2
158    
159      IF (reste==0.) THEN         PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &
160         IF (itau_test==itau) THEN              count_no_rea, ' non lectures'
161            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau         step_rea = step_rea + 1
162            STOP         CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
163         ELSE              masserea2, nlev)
164            vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
165            ucovrea1(:, :) = ucovrea2(:, :)         factt = dtvr * iperiod / daysec
           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, 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 ')  
166    
167            CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')         if (guide_u) then
168              CALL writefield("ucov", ucov)
169         END IF            CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
170           end if
171    
172           if (guide_t) then
173              CALL writefield("teta", teta)
174              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
175           end if
176    
177           if (guide_q) then
178              CALL writefield("qrea2", qrea2)
179              CALL writefield("q", q)
180           end if
181      ELSE      ELSE
182         count_no_rea = count_no_rea + 1         count_no_rea = count_no_rea + 1
183      END IF      END IF
184    
185      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
   
     IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'  
186    
187      ditau = real(itau)      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
     dday_step = real(day_step)  
188    
189      tau = 4*ditau/dday_step      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     tau = tau - aint(tau)  
190    
     ! ucov  
191      IF (guide_u) THEN      IF (guide_u) THEN
192         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
193            DO ij = 1, ip1jmp1            ucov = ucovrea1
194               a = (1.-tau)*ucovrea1(ij, l) + tau*ucovrea2(ij, l)         else
195               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) &
196               IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a                 + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
197            END DO                 + tau * ucovrea2(:, :, l))
198         END DO         end IF
199      END IF      END IF
200    
201      IF (guide_t) THEN      IF (guide_t) THEN
202         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
203            DO ij = 1, ip1jmp1            teta = tetarea1
204               a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)         else
205               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) &
206               IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a                 + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
207            END DO                 + tau * tetarea2(:, :, l))
208         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)  
209      END IF      END IF
210    
     ! q  
211      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
212         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
213            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
214               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
215               ! hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
216               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
217               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
218               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
219            END DO            q = qsat * qrea1 * 0.01
220         END DO         else
221              forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
222                   + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
223                   + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
224           end IF
225      END IF      END IF
226    
     ! vcov  
227      IF (guide_v) THEN      IF (guide_v) THEN
228         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
229            DO ij = 1, ip1jm            vcov = vcovrea1
230               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         else
231               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) &
232               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a                 + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
233            END DO                 + tau * vcovrea2(:, :, l))
234            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         end IF
        END DO  
235      END IF      END IF
236    
     first = .FALSE.  
   
237    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
238    
239  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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