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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 37 by guez, Tue Dec 21 15:45:48 2010 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 tau_min_u, tau_max_u  
   REAL tau_min_v, tau_max_v  
   REAL tau_min_t, tau_max_t  
   REAL tau_min_q, tau_max_q  
   REAL tau_min_p, tau_max_p  
   REAL aire_min, aire_max  
   
   
   LOGICAL guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, guide_p  
   LOGICAL ncep, ini_anal  
   INTEGER online  
   
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 dimens_m, ONLY : jjm, llm      USE comconst, ONLY: cpp, kappa
15      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
16      USE comconst, ONLY : cpp, daysec, dtvr, kappa, pi      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ncep, &
17      USE comvert, ONLY : ap, bp, preff, presnivs           ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, tau_min_t, &
18      USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod           tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, online, factt
19      USE comgeom, ONLY : aire, rlatu, rlonv      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
20      USE serre, ONLY : clat, clon      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
21      USE q_sat_m, ONLY : q_sat      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
24      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close      use nr_util, only: pi
25        USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
26        USE q_sat_m, ONLY: q_sat
27        use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
28      use tau2alpha_m, only: tau2alpha      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
29        use writefield_m, only: writefield
30    
31      INCLUDE 'netcdf.inc'      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      !   variables dynamiques      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
36      REAL vcov(ip1jm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants      ! température potentielle
     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  
37    
38      !   common passe pour des sorties      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
39      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
     COMMON /comdxdy/dxdys, dxdyu, dxdyv  
40    
41      !   variables dynamiques pour les reanalyses.      ! Local:
     REAL ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL tetarea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL qrea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL psrea1(ip1jmp1) ! ps  
     REAL ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL tetarea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL qrea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
     REAL psrea2(ip1jmp1) ! ps  
   
     REAL alpha_q(ip1jmp1)  
     REAL alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)  
     REAL alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)  
     REAL dday_step, toto, reste, itau_test  
     INTEGER step_rea, count_no_rea  
   
     INTEGER ilon, ilat  
     REAL factt, ztau(ip1jmp1)  
   
     INTEGER, INTENT (IN) :: itau  
     INTEGER ij, l  
     INTEGER ncidpl, varidpl, nlev, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     SAVE nlev  
   
     !  TEST SUR QSAT  
     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.  
   
     SAVE ucovrea1, vcovrea1, tetarea1, psrea1, qrea1  
     SAVE ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, masserea2, psrea2, qrea2  
   
     SAVE alpha_t, alpha_q, alpha_u, alpha_v, alpha_p, itau_test  
     SAVE step_rea, count_no_rea  
   
     CHARACTER (10) file  
     INTEGER igrads  
     REAL dtgrads  
     SAVE igrads, dtgrads  
     DATA igrads, dtgrads/2, 100./  
42    
43      !-----------------------------------------------------------------------      ! variables dynamiques pour les réanalyses
44    
45      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
46        ! vents covariants reanalyses
47    
48      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
49        REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
50    
51      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)
52      CALL massdair(p, masse)      ! vents covariants reanalyses
     PRINT *, 'OK1'  
     CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk, pkf)  
     PRINT *, 'OK2'  
     tnat(:, :) = pk(:, :)*teta(:, :)/cpp  
     PRINT *, 'OK3'  
     unskap = 1./kappa  
     pres(:, :) = preff*(pk(:, :)/cpp)**unskap  
     PRINT *, 'OK4'  
     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  
   
     PRINT *, 'ONLINE=', online  
     IF (online==-1) THEN  
        RETURN  
     END IF  
53    
54      IF (first) THEN      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55        REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
56    
57         PRINT *, 'initialisation du guide '      ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
58         CALL conf_guide      ! alpha=0 signifie pas d'injection
59         PRINT *, 'apres conf_guide'      ! alpha=1 signifie injection totale
60        REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
61         file = 'guide'      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
62         CALL inigrads(igrads, rlonv, 180./pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
             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   ')  
63    
64            !   Cas ou on force exactement par les variables analysees      INTEGER l
65         ELSE      REAL tau
           alpha_t = 0.  
           alpha_u = 0.  
           alpha_v = 0.  
           alpha_p = 0.  
           !           physic=.false.  
        END IF  
66    
67         itau_test = 1001      ! TEST SUR QSAT
68         step_rea = 1      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
69         count_no_rea = 0      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
70         ncidpl = -99      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
71    
72         !    itau_test    montre si l'importation a deja ete faite au rang itau      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
        ! 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  
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 = nf_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 = nf_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 = nf_inq_dimlen(ncidpl, rid, 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)
        count_no_rea = count_no_rea + 1  
     END IF  
145    
146      !   Guidage         if (guide_u) then
147      !    x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses            CALL writefield("ucov", ucov)
148              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
149           end if
150    
151      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'         if (guide_t) then
152              CALL writefield("teta", teta)
153              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
154           end if
155    
156      ditau = real(itau)         if (guide_q) then
157      dday_step = real(day_step)            CALL writefield("qrea2", qrea2)
158              CALL writefield("q", q)
159           end if
160        END IF
161    
162        ! Guidage
163    
164      tau = 4*ditau/dday_step      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
     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  
165    
166      IF (guide_t) THEN      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
        DO l = 1, llm  
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              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  
167    
168      !  P      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
169      IF (guide_p) THEN           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
170         DO ij = 1, ip1jmp1           * ucovrea2(:, :, 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  
171    
172        IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
173             * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
174             * vcovrea2(:, :, l))
175    
176      !  q      IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
177      IF (guide_q) THEN           * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
178         DO l = 1, llm           * tetarea2(:, :, l))
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)  
              !   hum relative en % -> hum specif  
              a = qsat(ij, l)*a*0.01  
              q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
179    
180      ! vcov      IF (guide_q) THEN
181      IF (guide_v) THEN         ! Calcul de l'humidité saturante :
182         DO l = 1, llm         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
183            DO ij = 1, ip1jm         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
184               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
185               vcov(ij, l) = (1.-alpha_v(ij))*vcov(ij, l) + alpha_v(ij)*a  
186               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
187            END DO         forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
188            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a              + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
189         END DO              + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
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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