--- trunk/libf/dyn3d/bilan_dyn.f90 2011/02/22 13:49:36 40 +++ trunk/libf/dyn3d/bilan_dyn.f90 2012/07/26 14:37:37 62 @@ -5,71 +5,42 @@ contains SUBROUTINE bilan_dyn(ps, masse, pk, flux_u, flux_v, teta, phi, ucov, vcov, & - trac, dt_app, dt_cum) + trac) - ! From LMDZ4/libf/dyn3d/bilan_dyn.F, version 1.5 2005/03/16 - ! 10:12:17 fairhead + ! From LMDZ4/libf/dyn3d/bilan_dyn.F, version 1.5 2005/03/16 10:12:17 - ! Sous-programme consacré à des diagnostics dynamiques de base - ! De façon générale, les moyennes des scalaires Q sont pondérées par - ! la masse. Les flux de masse sont eux simplement moyennés. + ! Sous-programme consacré à des diagnostics dynamiques de base. + ! De façon générale, les moyennes des scalaires Q sont pondérées + ! par la masse. Les flux de masse sont, eux, simplement moyennés. - USE histcom, ONLY: histbeg_totreg, histdef, histend, histvert - USE calendar, ONLY: ymds2ju - USE histwrite_m, ONLY: histwrite + USE comconst, ONLY: cpp + USE comgeom, ONLY: constang_2d, cu_2d, cv_2d USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm + USE histwrite_m, ONLY: histwrite + use init_dynzon_m, only: ncum, fileid, znom, ntr, nq, nom USE paramet_m, ONLY: iip1, jjp1 - USE comconst, ONLY: cpp - USE comvert, ONLY: presnivs - USE comgeom, ONLY: constang_2d, cu_2d, cv_2d, rlatv - USE temps, ONLY: annee_ref, day_ref, itau_dyn - USE inigrads_m, ONLY: inigrads - USE nr_util, ONLY: pi - - ! Arguments: - - real, intent(in):: dt_app, dt_cum - real ps(iip1, jjp1) - real masse(iip1, jjp1, llm), pk(iip1, jjp1, llm) - real flux_u(iip1, jjp1, llm) - real flux_v(iip1, jjm, llm) - real teta(iip1, jjp1, llm) - real phi(iip1, jjp1, llm) - real ucov(iip1, jjp1, llm) - real vcov(iip1, jjm, llm) + + real, intent(in):: ps(iip1, jjp1) + real, intent(in):: masse(iip1, jjp1, llm), pk(iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: flux_u(iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: flux_v(iip1, jjm, llm) + real, intent(in):: teta(iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: phi(iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: ucov(:, :, :) ! (iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: vcov(iip1, jjm, llm) real, intent(in):: trac(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) ! Local: - integer, save:: icum, ncum - logical:: first = .true. - real zz, zqy, zfactv(jjm, llm) - - integer, parameter:: nQ=7 - - character(len=6), save:: nom(nQ) - character(len=6), save:: unites(nQ) - - character(len=10) file - integer, parameter:: ifile=4 - - integer itemp, igeop, iecin, iang, iu, iovap, iun - integer:: i_sortie = 1 - - real:: time = 0. + integer:: icum = 0 integer:: itau = 0 - - data itemp, igeop, iecin, iang, iu, iovap, iun/1, 2, 3, 4, 5, 6, 7/ - - real ww + real qy, factv(jjm, llm) ! Variables dynamiques intermédiaires REAL vcont(iip1, jjm, llm), ucont(iip1, jjp1, llm) REAL ang(iip1, jjp1, llm), unat(iip1, jjp1, llm) REAL massebx(iip1, jjp1, llm), masseby(iip1, jjm, llm) - REAL vorpot(iip1, jjm, llm) - REAL w(iip1, jjp1, llm), ecin(iip1, jjp1, llm), convm(iip1, jjp1, llm) - REAL bern(iip1, jjp1, llm) + REAL ecin(iip1, jjp1, llm) ! Champ contenant les scalaires advectés real Q(iip1, jjp1, llm, nQ) @@ -82,159 +53,19 @@ real, save:: Q_cum(iip1, jjp1, llm, nQ) real, save:: flux_uQ_cum(iip1, jjp1, llm, nQ) real, save:: flux_vQ_cum(iip1, jjm, llm, nQ) - real flux_wQ_cum(iip1, jjp1, llm, nQ) - real dQ(iip1, jjp1, llm, nQ) ! champs de tansport en moyenne zonale integer itr - integer, parameter:: ntr=5 - - character(len=10), save:: znom(ntr, nQ) - character(len=20), save:: znoml(ntr, nQ) - character(len=10), save:: zunites(ntr, nQ) - - integer iave, itot, immc, itrs, istn - data iave, itot, immc, itrs, istn/1, 2, 3, 4, 5/ - character(len=3) ctrs(ntr) - data ctrs/' ', 'TOT', 'MMC', 'TRS', 'STN'/ - - real zvQ(jjm, llm, ntr, nQ), zvQtmp(jjm, llm) - real zavQ(jjm, ntr, nQ), psiQ(jjm, llm+1, nQ) - real zmasse(jjm, llm), zamasse(jjm) - - real zv(jjm, llm), psi(jjm, llm+1) + integer, parameter:: iave = 1, itot = 2, immc = 3, itrs = 4, istn = 5 + real vq(jjm, llm, ntr, nQ), vqtmp(jjm, llm) + real avq(jjm, 2: ntr, nQ), psiQ(jjm, llm + 1, nQ) + real zmasse(jjm, llm) + real v(jjm, llm), psi(jjm, llm + 1) integer i, j, l, iQ - ! Initialisation du fichier contenant les moyennes zonales. - - integer, save:: fileid - integer thoriid, zvertiid - integer ndex3d(jjm*llm) - - ! Variables locales - - real zjulian - character(len=3) str - character(len=10) ctrac - integer ii, jj - integer zan, dayref - - real rlong(jjm), rlatg(jjm) - !----------------------------------------------------------------- - !!print *, "Call sequence information: bilan_dyn" - - ! Initialisation - - time=time+dt_app - itau=itau+1 - - if (first) then - icum=0 - ! initialisation des fichiers - first=.false. - ! ncum est la frequence de stokage en pas de temps - ncum=dt_cum/dt_app - if (abs(ncum * dt_app - dt_cum) > 1e-5 * dt_app) then - print *, 'Problème : le pas de cumul doit être multiple du pas' - print *, 'dt_app=', dt_app - print *, 'dt_cum=', dt_cum - stop 1 - endif - - if (i_sortie == 1) then - file='dynzon' - call inigrads(ifile , (/0./), 180./pi, 0., 0., rlatv, -90., 90., & - 180./pi , presnivs, 1. , dt_cum, file, 'dyn_zon ') - endif - - nom(itemp)='T' - nom(igeop)='gz' - nom(iecin)='K' - nom(iang)='ang' - nom(iu)='u' - nom(iovap)='ovap' - nom(iun)='un' - - unites(itemp)='K' - unites(igeop)='m2/s2' - unites(iecin)='m2/s2' - unites(iang)='ang' - unites(iu)='m/s' - unites(iovap)='kg/kg' - unites(iun)='un' - - ! Initialisation du fichier contenant les moyennes zonales - - zan = annee_ref - dayref = day_ref - CALL ymds2ju(zan, 1, dayref, 0.0, zjulian) - - rlong=0. - rlatg=rlatv*180./pi - - call histbeg_totreg('dynzon', rlong(:1), rlatg, 1, 1, 1, jjm, itau_dyn, & - zjulian, dt_cum, thoriid, fileid) - - ! Appel à histvert pour la grille verticale - - call histvert(fileid, 'presnivs', 'Niveaux sigma', 'mb', llm, presnivs, & - zvertiid) - - ! Appels à histdef pour la définition des variables à sauvegarder - do iQ=1, nQ - do itr=1, ntr - if(itr == 1) then - znom(itr, iQ)=nom(iQ) - znoml(itr, iQ)=nom(iQ) - zunites(itr, iQ)=unites(iQ) - else - znom(itr, iQ)=ctrs(itr)//'v'//nom(iQ) - znoml(itr, iQ)='transport : v * '//nom(iQ)//' '//ctrs(itr) - zunites(itr, iQ)='m/s * '//unites(iQ) - endif - enddo - enddo - - ! Déclarations des champs avec dimension verticale - do iQ=1, nQ - do itr=1, ntr - call histdef(fileid, znom(itr, iQ), znoml(itr, iQ), & - zunites(itr, iQ), 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - enddo - ! Declarations pour les fonctions de courant - call histdef(fileid, 'psi'//nom(iQ), 'stream fn. '//znoml(itot, iQ), & - zunites(itot, iQ), 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - enddo - - ! Declarations pour les champs de transport d'air - call histdef(fileid, 'masse', 'masse', & - 'kg', 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - call histdef(fileid, 'v', 'v', & - 'm/s', 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - ! Declarations pour les fonctions de courant - call histdef(fileid, 'psi', 'stream fn. MMC ', 'mega t/s', & - 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - - ! Declaration des champs 1D de transport en latitude - do iQ=1, nQ - do itr=2, ntr - call histdef(fileid, 'a'//znom(itr, iQ), znoml(itr, iQ), & - zunites(itr, iQ), 1, jjm, thoriid, 1, 1, 1, -99, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - enddo - enddo - - CALL histend(fileid) - endif - ! Calcul des champs dynamiques ! Énergie cinétique @@ -243,208 +74,149 @@ CALL enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin) ! moment cinétique - do l=1, llm - ang(:, :, l)=ucov(:, :, l)+constang_2d - unat(:, :, l)=ucont(:, :, l)*cu_2d - enddo - - Q(:, :, :, itemp)=teta*pk/cpp - Q(:, :, :, igeop)=phi - Q(:, :, :, iecin)=ecin - Q(:, :, :, iang)=ang - Q(:, :, :, iu)=unat - Q(:, :, :, iovap)=trac - Q(:, :, :, iun)=1. + forall (l = 1: llm) + ang(:, :, l) = ucov(:, :, l) + constang_2d + unat(:, :, l) = ucont(:, :, l) * cu_2d + end forall + + Q(:, :, :, 1) = teta * pk / cpp + Q(:, :, :, 2) = phi + Q(:, :, :, 3) = ecin + Q(:, :, :, 4) = ang + Q(:, :, :, 5) = unat + Q(:, :, :, 6) = trac + Q(:, :, :, 7) = 1. ! Cumul - if(icum == 0) then - ps_cum=0. - masse_cum=0. - flux_u_cum=0. - flux_v_cum=0. - Q_cum=0. - flux_vQ_cum=0. - flux_uQ_cum=0. + if (icum == 0) then + ps_cum = 0. + masse_cum = 0. + flux_u_cum = 0. + flux_v_cum = 0. + Q_cum = 0. + flux_vQ_cum = 0. + flux_uQ_cum = 0. endif - icum=icum+1 + itau = itau + 1 + icum = icum + 1 ! Accumulation des flux de masse horizontaux - ps_cum=ps_cum+ps - masse_cum=masse_cum+masse - flux_u_cum=flux_u_cum+flux_u - flux_v_cum=flux_v_cum+flux_v - do iQ=1, nQ - Q_cum(:, :, :, iQ)=Q_cum(:, :, :, iQ)+Q(:, :, :, iQ)*masse - enddo - - ! FLUX ET TENDANCES + ps_cum = ps_cum + ps + masse_cum = masse_cum + masse + flux_u_cum = flux_u_cum + flux_u + flux_v_cum = flux_v_cum + flux_v + forall (iQ = 1: nQ) Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) & + + Q(:, :, :, iQ) * masse ! Flux longitudinal - do iQ=1, nQ - do l=1, llm - do j=1, jjp1 - do i=1, iim - flux_uQ_cum(i, j, l, iQ)=flux_uQ_cum(i, j, l, iQ) & - +flux_u(i, j, l)*0.5*(Q(i, j, l, iQ)+Q(i+1, j, l, iQ)) - enddo - flux_uQ_cum(iip1, j, l, iQ)=flux_uQ_cum(1, j, l, iQ) - enddo - enddo - enddo - - ! flux méridien - do iQ=1, nQ - do l=1, llm - do j=1, jjm - do i=1, iip1 - flux_vQ_cum(i, j, l, iQ)=flux_vQ_cum(i, j, l, iQ) & - +flux_v(i, j, l)*0.5*(Q(i, j, l, iQ)+Q(i, j+1, l, iQ)) - enddo - enddo - enddo - enddo - - ! tendances - - ! convergence horizontale - call convflu(flux_uQ_cum, flux_vQ_cum, llm*nQ, dQ) - - ! calcul de la vitesse verticale - call convmas(flux_u_cum, flux_v_cum, convm) - CALL vitvert(convm, w) - - do iQ=1, nQ - do l=1, llm-1 - do j=1, jjp1 - do i=1, iip1 - ww=-0.5*w(i, j, l+1)*(Q(i, j, l, iQ)+Q(i, j, l+1, iQ)) - dQ(i, j, l , iQ)=dQ(i, j, l , iQ)-ww - dQ(i, j, l+1, iQ)=dQ(i, j, l+1, iQ)+ww - enddo - enddo - enddo - enddo - - ! PAS DE TEMPS D'ECRITURE + forall (iQ = 1: nQ, i = 1: iim) flux_uQ_cum(i, :, :, iQ) & + = flux_uQ_cum(i, :, :, iQ) & + + flux_u(i, :, :) * 0.5 * (Q(i, :, :, iQ) + Q(i + 1, :, :, iQ)) + flux_uQ_cum(iip1, :, :, :) = flux_uQ_cum(1, :, :, :) + + ! Flux méridien + forall (iQ = 1: nQ, j = 1: jjm) flux_vQ_cum(:, j, :, iQ) & + = flux_vQ_cum(:, j, :, iQ) & + + flux_v(:, j, :) * 0.5 * (Q(:, j, :, iQ) + Q(:, j + 1, :, iQ)) writing_step: if (icum == ncum) then ! Normalisation - do iQ=1, nQ - Q_cum(:, :, :, iQ)=Q_cum(:, :, :, iQ)/masse_cum - enddo - zz=1./float(ncum) - ps_cum=ps_cum*zz - masse_cum=masse_cum*zz - flux_u_cum=flux_u_cum*zz - flux_v_cum=flux_v_cum*zz - flux_uQ_cum=flux_uQ_cum*zz - flux_vQ_cum=flux_vQ_cum*zz - dQ=dQ*zz - - ! A retravailler eventuellement - ! division de dQ par la masse pour revenir aux bonnes grandeurs - do iQ=1, nQ - dQ(:, :, :, iQ)=dQ(:, :, :, iQ)/masse_cum - enddo + forall (iQ = 1: nQ) Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) / masse_cum + ps_cum = ps_cum / ncum + masse_cum = masse_cum / ncum + flux_u_cum = flux_u_cum / ncum + flux_v_cum = flux_v_cum / ncum + flux_uQ_cum = flux_uQ_cum / ncum + flux_vQ_cum = flux_vQ_cum / ncum ! Transport méridien - ! cumul zonal des masses des mailles + ! Cumul zonal des masses des mailles - zv=0. - zmasse=0. + v = 0. + zmasse = 0. call massbar(masse_cum, massebx, masseby) - do l=1, llm - do j=1, jjm - do i=1, iim - zmasse(j, l)=zmasse(j, l)+masseby(i, j, l) - zv(j, l)=zv(j, l)+flux_v_cum(i, j, l) + do l = 1, llm + do j = 1, jjm + do i = 1, iim + zmasse(j, l) = zmasse(j, l) + masseby(i, j, l) + v(j, l) = v(j, l) + flux_v_cum(i, j, l) enddo - zfactv(j, l)=cv_2d(1, j)/zmasse(j, l) + factv(j, l) = cv_2d(1, j) / zmasse(j, l) enddo enddo ! Transport dans le plan latitude-altitude - zvQ=0. - psiQ=0. - do iQ=1, nQ - zvQtmp=0. - do l=1, llm - do j=1, jjm - ! Calcul des moyennes zonales du transort total et de zvQtmp - do i=1, iim - zvQ(j, l, itot, iQ)=zvQ(j, l, itot, iQ) & - +flux_vQ_cum(i, j, l, iQ) - zqy= 0.5*(Q_cum(i, j, l, iQ)*masse_cum(i, j, l)+ & - Q_cum(i, j+1, l, iQ)*masse_cum(i, j+1, l)) - zvQtmp(j, l)=zvQtmp(j, l)+flux_v_cum(i, j, l)*zqy & - /(0.5*(masse_cum(i, j, l)+masse_cum(i, j+1, l))) - zvQ(j, l, iave, iQ)=zvQ(j, l, iave, iQ)+zqy + vq = 0. + psiQ = 0. + do iQ = 1, nQ + vqtmp = 0. + do l = 1, llm + do j = 1, jjm + ! Calcul des moyennes zonales du transport total et de vqtmp + do i = 1, iim + vq(j, l, itot, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) & + + flux_vQ_cum(i, j, l, iQ) + qy = 0.5 * (Q_cum(i, j, l, iQ) * masse_cum(i, j, l) & + + Q_cum(i, j + 1, l, iQ) * masse_cum(i, j + 1, l)) + vqtmp(j, l) = vqtmp(j, l) + flux_v_cum(i, j, l) * qy & + / (0.5 * (masse_cum(i, j, l) + masse_cum(i, j + 1, l))) + vq(j, l, iave, iQ) = vq(j, l, iave, iQ) + qy enddo ! Decomposition - zvQ(j, l, iave, iQ)=zvQ(j, l, iave, iQ)/zmasse(j, l) - zvQ(j, l, itot, iQ)=zvQ(j, l, itot, iQ)*zfactv(j, l) - zvQtmp(j, l)=zvQtmp(j, l)*zfactv(j, l) - zvQ(j, l, immc, iQ)=zv(j, l)*zvQ(j, l, iave, iQ)*zfactv(j, l) - zvQ(j, l, itrs, iQ)=zvQ(j, l, itot, iQ)-zvQtmp(j, l) - zvQ(j, l, istn, iQ)=zvQtmp(j, l)-zvQ(j, l, immc, iQ) + vq(j, l, iave, iQ) = vq(j, l, iave, iQ) / zmasse(j, l) + vq(j, l, itot, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) * factv(j, l) + vqtmp(j, l) = vqtmp(j, l) * factv(j, l) + vq(j, l, immc, iQ) = v(j, l) * vq(j, l, iave, iQ) * factv(j, l) + vq(j, l, itrs, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) - vqtmp(j, l) + vq(j, l, istn, iQ) = vqtmp(j, l) - vq(j, l, immc, iQ) enddo enddo - ! fonction de courant meridienne pour la quantite Q - do l=llm, 1, -1 - do j=1, jjm - psiQ(j, l, iQ)=psiQ(j, l+1, iQ)+zvQ(j, l, itot, iQ) + ! Fonction de courant méridienne pour la quantité Q + do l = llm, 1, -1 + do j = 1, jjm + psiQ(j, l, iQ) = psiQ(j, l + 1, iQ) + vq(j, l, itot, iQ) enddo enddo enddo - ! fonction de courant pour la circulation meridienne moyenne - psi=0. - do l=llm, 1, -1 - do j=1, jjm - psi(j, l)=psi(j, l+1)+zv(j, l) - zv(j, l)=zv(j, l)*zfactv(j, l) + ! Fonction de courant pour la circulation méridienne moyenne + psi = 0. + do l = llm, 1, -1 + do j = 1, jjm + psi(j, l) = psi(j, l + 1) + v(j, l) + v(j, l) = v(j, l) * factv(j, l) enddo enddo - ! sorties proprement dites - if (i_sortie == 1) then - do iQ=1, nQ - do itr=1, ntr - call histwrite(fileid, znom(itr, iQ), itau, zvQ(:, :, itr, iQ)) - enddo - call histwrite(fileid, 'psi'//nom(iQ), itau, psiQ(:, 1:llm, iQ)) + ! Sorties proprement dites + do iQ = 1, nQ + do itr = 1, ntr + call histwrite(fileid, znom(itr, iQ), itau, vq(:, :, itr, iQ)) enddo - - call histwrite(fileid, 'masse', itau, zmasse) - call histwrite(fileid, 'v', itau, zv) - psi=psi*1.e-9 - call histwrite(fileid, 'psi', itau, psi(:, 1:llm)) - endif - - ! Moyenne verticale - - zamasse=0. - do l=1, llm - zamasse(:)=zamasse(:)+zmasse(:, l) + call histwrite(fileid, 'psi' // nom(iQ), itau, psiQ(:, :llm, iQ)) enddo - zavQ=0. - do iQ=1, nQ - do itr=2, ntr - do l=1, llm - zavQ(:, itr, iQ) = zavQ(:, itr, iQ) & - + zvQ(:, l, itr, iQ) * zmasse(:, l) - enddo - zavQ(:, itr, iQ)=zavQ(:, itr, iQ)/zamasse(:) - call histwrite(fileid, 'a'//znom(itr, iQ), itau, zavQ(:, itr, iQ)) + + call histwrite(fileid, 'masse', itau, zmasse) + call histwrite(fileid, 'v', itau, v) + psi = psi * 1e-9 + call histwrite(fileid, 'psi', itau, psi(:, :llm)) + + ! Intégrale verticale + + forall (iQ = 1: nQ, itr = 2: ntr) avq(:, itr, iQ) & + = sum(vq(:, :, itr, iQ) * zmasse, dim=2) / cv_2d(1, :) + + do iQ = 1, nQ + do itr = 2, ntr + call histwrite(fileid, 'a' // znom(itr, iQ), itau, avq(:, itr, iQ)) enddo enddo - ! on doit pouvoir tracer systematiquement la fonction de courant. - icum=0 + icum = 0 endif writing_step end SUBROUTINE bilan_dyn