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trunk/dyn3d/guide.f revision 82 by guez, Wed Mar 5 14:57:53 2014 UTC trunk/Sources/dyn3d/Guide/guide.f revision 173 by guez, Tue Oct 6 15:57:02 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, ini_anal, &
17      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &           tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, tau_min_t, tau_max_t, &
18           guide_p, ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &           tau_min_q, tau_max_q, online, factt
19           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
20           online      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
21      USE dimens_m, ONLY : jjm, llm      use dynetat0_m, only: grossismx, grossismy, rlatu, rlatv
22      USE disvert_m, ONLY : ap, bp, preff, presnivs      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
23      USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb      use init_tau2alpha_m, only: init_tau2alpha
     USE inigrads_m, ONLY : inigrads  
     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 serre, ONLY : clat, clon      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
28      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
29        use writefield_m, only: writefield
     ! variables dynamiques  
     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  
   
     REAL, save:: alpha_q(ip1jmp1)  
     REAL, save:: alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)  
     REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)  
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
   
     INTEGER ilon, ilat  
     REAL factt, ztau(ip1jmp1)  
30    
31      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
32      INTEGER ij, l      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
33      INTEGER ncidpl, varidpl, status      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
34    
35      ! TEST SUR QSAT      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
36      REAL p(ip1jmp1, llmp1), pk(ip1jmp1, llm), pks(ip1jmp1)      ! température potentielle
     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.  
37    
38      !-----------------------------------------------------------------------      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
39        REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
40    
41      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      ! Local:
42    
43      ! calcul de l'humidite saturante      ! variables dynamiques pour les réanalyses
44    
45      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
46      CALL massdair(p, masse)      ! vents covariants reanalyses
     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  
47    
48      IF (online==-1) THEN      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
49         RETURN      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
     END IF  
50    
51      IF (first) THEN      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
52         CALL conf_guide      ! vents covariants reanalyses
        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 ')  
53    
54            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55         ELSE      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
           alpha_t = 0.  
           alpha_u = 0.  
           alpha_v = 0.  
           alpha_p = 0.  
           ! physic=.false.  
        END IF  
56    
57         itau_test = 1001      ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
58         step_rea = 1      ! alpha=0 signifie pas d'injection
59         count_no_rea = 0      ! alpha=1 signifie injection totale
60         ncidpl = -99      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
61        REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
62        REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
63    
64         ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau      INTEGER l
65         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux      REAL tau
66         if (guide_u) then  
67            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)      ! TEST SUR QSAT
68         endif      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
69        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
70        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
71    
72        REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
73    
74         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  
75    
76         IF (ncep) THEN      IF (itau == 0) THEN
77            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)         IF (online) THEN
78              IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
79                 ! grille regulière
80                 if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
81                 if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
82                 if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
83                 if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
84              else
85                 call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
86    
87                 if (guide_u) then
88                    CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
89                    CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
90                 end if
91    
92                 if (guide_v) then
93                    CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
94                    CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
95                 end if
96    
97                 if (guide_t) then
98                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
99                    CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
100                 end if
101    
102                 if (guide_q)  then
103                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
104                    CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
105                 end if
106              end IF
107         ELSE         ELSE
108            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
109              if (guide_u) alpha_u = 1.
110              if (guide_v) alpha_v = 1.
111              if (guide_t) alpha_t = 1.
112              if (guide_q) alpha_q = 1.
113         END IF         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, psrea2, 1, nlev)  
        qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)  
   
        ! Debut de l'integration temporelle:  
     END IF ! first  
   
     ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:  
   
     ditau = real(itau)  
     dday_step = real(day_step)  
     WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'  
     WRITE (*, *) ditau, dday_step  
     toto = 4*ditau/dday_step  
     reste = toto - aint(toto)  
   
     IF (reste==0.) THEN  
        IF (itau_test==itau) THEN  
           WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau  
           STOP  
        ELSE  
           vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)  
           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, 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 ')  
114    
115            CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')         ! Lecture du premier état des réanalyses :
116           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
117           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
118    
119           if (ini_anal) then
120              IF (guide_u) ucov = ucovrea2
121              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
122              IF (guide_t) teta = tetarea2
123    
124              IF (guide_q) then
125                 ! Calcul de l'humidité saturante :
126                 forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
127                 CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
128                 q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
129                      * qrea2 * 0.01
130              end IF
131           end if
132        END IF
133    
134        ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
135    
136        ! Nudging fields are given 4 times per day:
137        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
138           vcovrea1 = vcovrea2
139           ucovrea1 = ucovrea2
140           tetarea1 = tetarea2
141           qrea1 = qrea2
142    
143         END IF         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
144      ELSE         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
145         count_no_rea = count_no_rea + 1  
146           if (guide_u) then
147              CALL writefield("ucov", ucov)
148              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)  
167    
168      tau = 4*ditau/dday_step      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
169      tau = tau - aint(tau)           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
170             * ucovrea2(:, :, l))
     ! 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  
171    
172      IF (guide_t) THEN      IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
173         DO l = 1, llm           * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
174            DO ij = 1, ip1jmp1           * vcovrea2(:, :, l))
              a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)  
              teta(ij, l) = (1.-alpha_t(ij))*teta(ij, l) + alpha_t(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
175    
176      ! P      IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
177      IF (guide_p) THEN           * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
178         DO ij = 1, ip1jmp1           * tetarea2(:, :, l))
           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)  
     END IF  
179    
     ! q  
180      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
181         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
182            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
183               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
184               ! hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
185               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
186               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
187               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
188            END DO              + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
189         END DO              + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
190      END IF      END IF
191    
     ! 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  
     END IF  
   
     first = .FALSE.  
   
192    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
193    
194  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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