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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 66 by guez, Thu Sep 20 13:00:41 2012 UTC trunk/Sources/dyn3d/Guide/guide.f revision 178 by guez, Fri Mar 11 18:47:26 2016 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 disvert_m, ONLY : ap, bp, preff, presnivs      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ini_anal, &
17      USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod           tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, tau_min_t, tau_max_t, &
18      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &           tau_min_q, tau_max_q, online, factt
19           guide_p, ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
20           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
21           online      use dynetat0_m, only: grossismx, grossismy, rlatu, rlatv
22      USE dimens_m, ONLY : jjm, llm      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
23      USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb      use init_tau2alpha_m, only: init_tau2alpha
24      USE inigrads_m, ONLY : inigrads      USE paramet_m, ONLY: iip1, jjp1, llmp1
25      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
26           nf90_inquire_dimension      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
27      use nr_util, only: pi      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
28      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      use writefield_m, only: writefield
     USE q_sat_m, ONLY : q_sat  
     USE serre, ONLY : clat, clon  
     use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys  
   
     ! 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 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)  
29    
30      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
31      INTEGER ij, l      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
32      INTEGER ncidpl, varidpl, status      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
33    
34      ! TEST SUR QSAT      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
35      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.  
36    
37      !-----------------------------------------------------------------------      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
38        REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
39    
40      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      ! Local:
41    
42      ! calcul de l'humidite saturante      ! variables dynamiques pour les réanalyses
43    
44      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)
45      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  
46    
47      IF (online==-1) THEN      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
48         RETURN      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
     END IF  
49    
50      IF (first) THEN      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
51         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 ')  
52    
53            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54         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  
55    
56         itau_test = 1001      ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
57         step_rea = 1      ! alpha=0 signifie pas d'injection
58         count_no_rea = 0      ! alpha=1 signifie injection totale
59         ncidpl = -99      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
60        REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
61        REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
62    
63         ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau      INTEGER l
64         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux      REAL tau
65         if (guide_u) then  
66            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)      ! TEST SUR QSAT
67         endif      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
68        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
69        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
70    
71        REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
72    
73         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  
74    
75         IF (ncep) THEN      IF (itau == 0) THEN
76            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)         IF (online) THEN
77              IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
78                 ! grille regulière
79                 if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
80                 if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
81                 if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
82                 if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
83              else
84                 call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
85    
86                 if (guide_u) then
87                    CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
88                    CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
89                 end if
90    
91                 if (guide_v) then
92                    CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
93                    CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
94                 end if
95    
96                 if (guide_t) then
97                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
98                    CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
99                 end if
100    
101                 if (guide_q)  then
102                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
103                    CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
104                 end if
105              end IF
106         ELSE         ELSE
107            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
108              if (guide_u) alpha_u = 1.
109              if (guide_v) alpha_v = 1.
110              if (guide_t) alpha_t = 1.
111              if (guide_q) alpha_q = 1.
112         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 ')  
113    
114            CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')         ! Lecture du premier état des réanalyses :
115           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
116           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
117    
118           if (ini_anal) then
119              IF (guide_u) ucov = ucovrea2
120              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
121              IF (guide_t) teta = tetarea2
122    
123              IF (guide_q) then
124                 ! Calcul de l'humidité saturante :
125                 forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
126                 CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
127                 q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
128                      * qrea2 * 0.01
129              end IF
130           end if
131        END IF
132    
133        ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
134    
135        ! Nudging fields are given 4 times per day:
136        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
137           vcovrea1 = vcovrea2
138           ucovrea1 = ucovrea2
139           tetarea1 = tetarea2
140           qrea1 = qrea2
141    
142         END IF         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
143      ELSE         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
144         count_no_rea = count_no_rea + 1  
145           if (guide_u) then
146              CALL writefield("ucov", ucov)
147              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
148           end if
149    
150           if (guide_t) then
151              CALL writefield("teta", teta)
152              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
153           end if
154    
155           if (guide_q) then
156              CALL writefield("qrea2", qrea2)
157              CALL writefield("q", q)
158           end if
159      END IF      END IF
160    
161      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
162    
163      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
164    
165      ditau = real(itau)      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     dday_step = real(day_step)  
166    
167      tau = 4*ditau/dday_step      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
168      tau = tau - aint(tau)           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
169             * 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  
170    
171      IF (guide_t) THEN      IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
172         DO l = 1, llm           * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
173            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  
174    
175      ! P      IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
176      IF (guide_p) THEN           * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
177         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  
178    
     ! q  
179      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
180         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
181            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
182               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
183               ! hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
184               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
185               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
186               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
187            END DO              + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
188         END DO              + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
189      END IF      END IF
190    
     ! 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.  
   
191    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
192    
193  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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