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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 172 by guez, Wed Sep 30 15:59:14 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
     use massdair_m, only: massdair  
     use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &  
          nf90_inquire_dimension  
24      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
25      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
26      USE q_sat_m, ONLY: q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
27      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
28      USE serre, ONLY: clat, clon      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
29      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use writefield_m, only: writefield
30    
31      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
32        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
33        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
34    
35        REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
36        ! température potentielle
37    
38      ! 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  
39      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
40    
41      ! Local:      ! Local:
42    
43      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! variables dynamiques pour les réanalyses
44      REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
45        REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
46        ! vents covariants reanalyses
47    
48      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
49      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
50      REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
51        REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
52        ! vents covariants reanalyses
53    
54      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
     REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
56    
57        ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
58        ! alpha=0 signifie pas d'injection
59        ! alpha=1 signifie injection totale
60      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
61      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
62      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
63      REAL dday_step, toto, reste  
64      real, save:: itau_test      INTEGER l
65      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea      REAL tau
   
     INTEGER ilon, ilat  
     REAL factt, ztau(iim + 1, jjm + 1)  
   
     INTEGER ij, i, j, l  
     INTEGER ncidpl, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
66    
67      ! TEST SUR QSAT      ! TEST SUR QSAT
68      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
69      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)  
   
70      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL unskap  
     REAL tnat(iim + 1, jjm + 1, llm)  
71    
72      LOGICAL:: first = .TRUE.      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
73    
74      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
75    
76      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      IF (itau == 0) THEN
77           IF (online) THEN
78      ! calcul de l'humidite saturante            IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
79                 ! grille regulière
80      forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps               if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
81      CALL massdair(p, masse)               if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
82      CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)               if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
83      tnat = pk * teta / cpp               if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
84      unskap = 1. / kappa            else
85      pres = preff * (pk / cpp)**unskap               call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
86      qsat = q_sat(tnat, pres)  
87                 if (guide_u) then
88      ! initialisations pour la lecture des reanalyses.                  CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
89      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape                  CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
90      ! alpha=1 signifie pas d'injection               end if
91      ! alpha=0 signifie injection totale  
92                 if (guide_v) then
93      IF (online== - 1) THEN                  CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
94         RETURN                  CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
95      END IF               end if
96    
97      IF (first) THEN               if (guide_t) then
98         CALL conf_guide                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
99         file = 'guide'                  CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
100         CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &               end if
101              180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
102         PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'               if (guide_q)  then
103         IF (online== - 1) RETURN                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
104                    CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
105         IF (online==1) THEN               end if
106            ! Constantes de temps de rappel en jour            end IF
           ! 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 ')  
   
           ! Cas ou on force exactement par les variables analysees  
107         ELSE         ELSE
108            alpha_t = 0.            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
109            alpha_u = 0.            if (guide_u) alpha_u = 1.
110            alpha_v = 0.            if (guide_v) alpha_v = 1.
111            alpha_p = 0.            if (guide_t) alpha_t = 1.
112            ! physic=.false.            if (guide_q) alpha_q = 1.
113         END IF         END IF
114    
115         itau_test = 1001         ! Lecture du premier état des réanalyses :
116         step_rea = 1         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
        count_no_rea = 0  
        ncidpl = -99  
   
        ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
        ! 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  
   
        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  
   
        IF (ncep) THEN  
           status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)  
        ELSE  
           status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)  
        END IF  
        status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)  
        PRINT *, 'nlev', nlev  
        rcod = nf90_close(ncidpl)  
        ! Lecture du premier etat des reanalyses.  
        CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &  
             masserea2, nlev)  
117         qrea2 = max(qrea2, 0.1)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
118    
119         ! Debut de l'integration temporelle:         if (ini_anal) then
120      END IF ! first            IF (guide_u) ucov = ucovrea2
121              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
122      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:            IF (guide_t) teta = tetarea2
123    
124      ditau = real(itau)            IF (guide_q) then
125      dday_step = real(day_step)               ! Calcul de l'humidité saturante :
126      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'               forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
127      WRITE (*, *) ditau, dday_step               CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
128      toto = 4 * ditau / dday_step               q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
129      reste = toto - aint(toto)                    * qrea2 * 0.01
130              end IF
131      IF (reste==0.) THEN         end if
132         IF (itau_test==itau) THEN      END IF
133            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau  
134            STOP      ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
135         ELSE  
136            vcovrea1 = vcovrea2      ! Nudging fields are given 4 times per day:
137            ucovrea1 = ucovrea2      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
138            tetarea1 = tetarea2         vcovrea1 = vcovrea2
139            qrea1 = qrea2         ucovrea1 = ucovrea2
140           tetarea1 = tetarea2
141            PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &         qrea1 = qrea2
                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 ')  
142    
143            CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
144           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
145    
146         END IF         if (guide_u) then
147      ELSE            CALL writefield("ucov", ucov)
148         count_no_rea = count_no_rea + 1            CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
149           end if
150    
151           if (guide_t) then
152              CALL writefield("teta", teta)
153              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
154           end if
155    
156           if (guide_q) then
157              CALL writefield("qrea2", qrea2)
158              CALL writefield("q", q)
159           end if
160      END IF      END IF
161    
162      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses  
163    
164      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
165    
166      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)  
   
     ! ucov  
     IF (guide_u) THEN  
        DO l = 1, llm  
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              a = (1. - tau) * ucovrea1(ij, l) + tau * ucovrea2(ij, l)  
              ucov(ij, l) = (1. - alpha_u(ij)) * ucov(ij, l) + alpha_u(ij) * a  
              IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
167    
168      IF (guide_t) THEN      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
169         DO l = 1, llm           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
170            do j = 1, jjm + 1           * ucovrea2(:, :, l))
171               DO i = 1, iim + 1  
172                  a = (1. - tau) * tetarea1(i, j, l) + tau * tetarea2(i, j, l)      IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
173                  teta(i, j, l) = (1. - alpha_t(i, j)) * teta(i, j, l) &           * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
174                       + alpha_t(i, j) * a           * vcovrea2(:, :, l))
175                  IF (first .AND. ini_anal) teta(i, j, l) = a  
176               END DO      IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
177            end do           * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
178         END DO           * tetarea2(:, :, l))
     END IF  
179    
180      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
181         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
182            do j = 1, jjm + 1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
183               DO i = 1, iim + 1         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
184                  a = (1. - tau) * qrea1(i, j, l) + tau * qrea2(i, j, l)         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
185                  ! hum relative en % -> hum specif  
186                  a = qsat(i, j, l) * a * 0.01         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
187                  q(i, j, l) = (1. - alpha_q(i, j)) * q(i, j, l) &         forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
188                       + alpha_q(i, j) * a              + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
189                  IF (first .AND. ini_anal) q(i, j, l) = a              + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
              END DO  
           end do  
        END DO  
     END IF  
   
     ! vcov  
     IF (guide_v) THEN  
        DO l = 1, llm  
           DO ij = 1, ip1jm  
              a = (1. - tau) * vcovrea1(ij, l) + tau * vcovrea2(ij, l)  
              vcov(ij, l) = (1. - alpha_v(ij)) * vcov(ij, l) + alpha_v(ij) * a  
              IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
           END DO  
           IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
        END DO  
190      END IF      END IF
191    
     first = .FALSE.  
   
192    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
193    
194  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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