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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 66 by guez, Thu Sep 20 13:00:41 2012 UTC trunk/dyn3d/Guide/guide.f revision 116 by guez, Thu Dec 4 16:35:03 2014 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 comgeom, ONLY: rlatu, rlatv
16      USE disvert_m, ONLY : ap, bp, preff, presnivs      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
17      USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ncep, &
18      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, &
19           guide_p, 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
20           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
21           online      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs
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 netcdf, only: nf90_nowrite
25      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &      use netcdf95, only: nf95_close, nf95_inq_dimid, nf95_inquire_dimension, &
26           nf90_inquire_dimension           nf95_open
27      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
28      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
29      USE q_sat_m, ONLY : q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
30      USE serre, ONLY : clat, clon      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
31      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use serre, only: grossismx, grossismy
32        use tau2alpha_m, only: tau2alpha
33      ! variables dynamiques      use writefield_m, only: writefield
     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  
34    
35      REAL, save:: alpha_q(ip1jmp1)      INTEGER, INTENT(IN):: itau
36      REAL, save:: alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
37      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
38    
39      INTEGER ilon, ilat      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
40      REAL factt, ztau(ip1jmp1)      ! température potentielle
41    
42      INTEGER, INTENT(IN):: itau      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
43      INTEGER ij, l      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
     INTEGER ncidpl, varidpl, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
44    
45      ! TEST SUR QSAT      ! Local:
     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.  
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
46    
47      !-----------------------------------------------------------------------      ! variables dynamiques pour les réanalyses
48    
49      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
50        ! vents covariants reanalyses
51    
52      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
53        REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54    
55      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)
56      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  
57    
58      IF (online==-1) THEN      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
59         RETURN      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
60      END IF      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
61    
62        ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
63        ! alpha=0 signifie pas d'injection
64        ! alpha=1 signifie injection totale
65        REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
66        REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
67        REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
68    
69        INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
70    
71        INTEGER l
72        INTEGER ncid, dimid
73        REAL tau
74        INTEGER, SAVE:: nlev
75    
76        ! TEST SUR QSAT
77        REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
78        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
79        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
80    
81        REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
82    
83        !-----------------------------------------------------------------------
84    
85      IF (first) THEN      !!PRINT *, 'Call sequence information: 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  
   
        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 ')  
86    
87            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees      first_call: IF (itau == 0) THEN
88           IF (online) THEN
89              IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
90                 ! grille regulière
91                 if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
92                 if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
93                 if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
94                 if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
95              else
96                 call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
97    
98                 if (guide_u) then
99                    CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
100                    CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
101                 end if
102    
103                 if (guide_v) then
104                    CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
105                    CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
106                 end if
107    
108                 if (guide_t) then
109                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
110                    CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
111                 end if
112    
113                 if (guide_q)  then
114                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
115                    CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
116                 end if
117              end IF
118         ELSE         ELSE
119            alpha_t = 0.            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
120            alpha_u = 0.            if (guide_u) alpha_u = 1.
121            alpha_v = 0.            if (guide_v) alpha_v = 1.
122            alpha_p = 0.            if (guide_t) alpha_t = 1.
123            ! physic=.false.            if (guide_q) alpha_q = 1.
124         END IF         END IF
125    
        itau_test = 1001  
126         step_rea = 1         step_rea = 1
127         count_no_rea = 0         count_no_rea = 0
        ncidpl = -99  
128    
129         ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux :
        ! 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  
130    
131         if (guide_v) then         if (guide_u) then
132            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)            call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncid)
133         endif         else if (guide_v) then
134              call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncid)
135         if (guide_T) then         else if (guide_T) then
136            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)            call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncid)
137         endif         else
138              call nf95_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncid)
139         if (guide_Q) then         end if
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)  
        endif  
140    
141         IF (ncep) THEN         IF (ncep) THEN
142            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
143         ELSE         ELSE
144            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
145         END IF         END IF
146         status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)         call nf95_inquire_dimension(ncid, dimid, nclen=nlev)
147         PRINT *, 'nlev', nlev         PRINT *, 'nlev = ', nlev
148         rcod = nf90_close(ncidpl)         call nf95_close(ncid)
        ! Lecture du premier etat des reanalyses.  
        CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &  
             masserea2, psrea2, 1, nlev)  
        qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)  
149    
150         ! Debut de l'integration temporelle:         ! Lecture du premier état des réanalyses :
151      END IF ! first         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
152                masserea2, nlev)
153           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
154        END IF first_call
155    
156      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
157    
158      ditau = real(itau)      ! Nudging fields are given 4 times per day:
159      dday_step = real(day_step)      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
160      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'         vcovrea1 = vcovrea2
161      WRITE (*, *) ditau, dday_step         ucovrea1 = ucovrea2
162      toto = 4*ditau/dday_step         tetarea1 = tetarea2
163      reste = toto - aint(toto)         qrea1 = qrea2
164    
165      IF (reste==0.) THEN         PRINT *, 'Lecture fichiers guidage, pas ', step_rea, 'apres ', &
166         IF (itau_test==itau) THEN              count_no_rea, ' non lectures'
167            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau         step_rea = step_rea + 1
168            STOP         CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
169         ELSE              masserea2, nlev)
170            vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
           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 ')  
   
           CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')  
171    
172         END IF         if (guide_u) then
173              CALL writefield("ucov", ucov)
174              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
175           end if
176    
177           if (guide_t) then
178              CALL writefield("teta", teta)
179              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
180           end if
181    
182           if (guide_q) then
183              CALL writefield("qrea2", qrea2)
184              CALL writefield("q", q)
185           end if
186      ELSE      ELSE
187         count_no_rea = count_no_rea + 1         count_no_rea = count_no_rea + 1
188      END IF      END IF
189    
190      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
191    
192      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
193    
194      ditau = real(itau)      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     dday_step = real(day_step)  
195    
     tau = 4*ditau/dday_step  
     tau = tau - aint(tau)  
   
     ! ucov  
196      IF (guide_u) THEN      IF (guide_u) THEN
197         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
198            DO ij = 1, ip1jmp1            ucov = ucovrea1
199               a = (1.-tau)*ucovrea1(ij, l) + tau*ucovrea2(ij, l)         else
200               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) &
201               IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a                 + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
202            END DO                 + tau * ucovrea2(:, :, l))
203         END DO         end IF
204      END IF      END IF
205    
206      IF (guide_t) THEN      IF (guide_t) THEN
207         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
208            DO ij = 1, ip1jmp1            teta = tetarea1
209               a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)         else
210               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) &
211               IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a                 + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
212            END DO                 + tau * tetarea2(:, :, l))
213         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)  
214      END IF      END IF
215    
     ! q  
216      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
217         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
218            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
219               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
220               ! hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
221               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
222               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
223               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
224            END DO            q = qsat * qrea1 * 0.01
225         END DO         else
226              forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
227                   + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
228                   + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
229           end IF
230      END IF      END IF
231    
     ! vcov  
232      IF (guide_v) THEN      IF (guide_v) THEN
233         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
234            DO ij = 1, ip1jm            vcov = vcovrea1
235               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         else
236               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) &
237               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a                 + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
238            END DO                 + tau * vcovrea2(:, :, l))
239            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         end IF
        END DO  
240      END IF      END IF
241    
     first = .FALSE.  
   
242    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
243    
244  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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