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revision 31 by guez, Thu Apr 1 14:59:19 2010 UTC revision 36 by guez, Thu Dec 2 17:11:04 2010 UTC
# Line 8  contains Line 8  contains
8    
9      ! From dyn3d/leapfrog.F, version 1.6, 2005/04/13 08:58:34      ! From dyn3d/leapfrog.F, version 1.6, 2005/04/13 08:58:34
10      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead, F. Hourdin      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead, F. Hourdin
11      ! schema matsuno + leapfrog      ! Matsuno-leapfrog scheme.
12    
13      USE calfis_m, ONLY: calfis      USE calfis_m, ONLY: calfis
14      USE com_io_dyn, ONLY: histaveid      USE com_io_dyn, ONLY: histaveid
# Line 24  contains Line 24  contains
24      use filtreg_m, only: filtreg      use filtreg_m, only: filtreg
25      USE guide_m, ONLY: guide      USE guide_m, ONLY: guide
26      use inidissip_m, only: idissip      use inidissip_m, only: idissip
27        use integrd_m, only: integrd
28      USE logic, ONLY: iflag_phys, ok_guide      USE logic, ONLY: iflag_phys, ok_guide
29      USE paramet_m, ONLY: ip1jmp1      USE paramet_m, ONLY: ip1jmp1
30      USE pression_m, ONLY: pression      USE pression_m, ONLY: pression
# Line 31  contains Line 32  contains
32      USE temps, ONLY: itau_dyn      USE temps, ONLY: itau_dyn
33    
34      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
35      REAL vcov((iim + 1) * jjm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants      REAL, intent(inout):: ucov(ip1jmp1, llm) ! vent covariant
36        REAL, intent(inout):: vcov((iim + 1) * jjm, llm) ! vent covariant
37      REAL, intent(inout):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! potential temperature      REAL, intent(inout):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! potential temperature
38      REAL ps(iim + 1, jjm + 1) ! pression au sol, en Pa      REAL ps(iim + 1, jjm + 1) ! pression au sol, en Pa
   
39      REAL masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air      REAL masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air
40      REAL phis(ip1jmp1) ! geopotentiel au sol      REAL phis(ip1jmp1) ! geopotentiel au sol
41      REAL q(ip1jmp1, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields      REAL q(ip1jmp1, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields
# Line 74  contains Line 75  contains
75    
76      INTEGER itau ! index of the time step of the dynamics, starts at 0      INTEGER itau ! index of the time step of the dynamics, starts at 0
77      INTEGER itaufin      INTEGER itaufin
     INTEGER iday ! jour julien  
78      REAL time ! time of day, as a fraction of day length      REAL time ! time of day, as a fraction of day length
79      real finvmaold(ip1jmp1, llm)      real finvmaold(ip1jmp1, llm)
80      LOGICAL:: lafin=.false.      INTEGER l
     INTEGER i, j, l  
   
81      REAL rdayvrai, rdaym_ini      REAL rdayvrai, rdaym_ini
82    
83      ! Variables test conservation energie      ! Variables test conservation energie
# Line 89  contains Line 87  contains
87      ! cree par la dissipation      ! cree par la dissipation
88      REAL dtetaecdt(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dtetaecdt(iim + 1, jjm + 1, llm)
89      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont(ip1jmp1, llm)      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont(ip1jmp1, llm)
90      logical forward, leapf      logical leapf
91      REAL dt      real dt
92    
93      !---------------------------------------------------      !---------------------------------------------------
94    
# Line 99  contains Line 97  contains
97      itaufin = nday * day_step      itaufin = nday * day_step
98      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore "itaufin" is one too      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore "itaufin" is one too
99    
     itau = 0  
     iday = day_ini  
     time = time_0  
100      dq = 0.      dq = 0.
101    
102      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :
103      CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)      CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
104      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
105    
106      ! Début de l'integration temporelle :      ! Début de l'integration temporelle :
107      outer_loop:do i = 1, itaufin / iperiod      do itau = 0, itaufin - 1
108         ! {itau is a multiple of iperiod}         leapf = mod(itau, iperiod) /= 0
109           if (leapf) then
110         ! 1. Matsuno forward:            dt = 2 * dtvr
111           else
112         if (ok_guide .and. (itaufin - itau - 1) * dtvr > 21600.) &            ! Matsuno
113              call guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)            dt = dtvr
114         vcovm1 = vcov            if (ok_guide .and. (itaufin - itau - 1) * dtvr > 21600.) &
115         ucovm1 = ucov                 call guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)
116         tetam1 = teta            vcovm1 = vcov
117         massem1 = masse            ucovm1 = ucov
118         psm1 = ps            tetam1 = teta
119         finvmaold = masse            massem1 = masse
120         CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE., 1)            psm1 = ps
121              finvmaold = masse
122              CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE., 1)
123           end if
124    
125         ! Calcul des tendances dynamiques:         ! Calcul des tendances dynamiques:
126         CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)         CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)
127         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
128              MOD(itau, iconser) == 0, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &              MOD(itau, iconser) == 0, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &
129              time + iday - day_ini)              time_0)
130    
131         ! Calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidité)         ! Calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidité)
132         CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, dq, teta, pk)         CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, dq, teta, pk)
133    
134         ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:         ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:
135         IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &         IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &
136              dtvr, itau)              dtvr, itau)
137    
138         ! integrations dynamique et traceurs:         ! integrations dynamique et traceurs:
139         CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, &         CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, &
140              dq, dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, phis, finvmaold, .false., &              dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, finvmaold, leapf, dt)
             dtvr)  
   
        CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)  
        CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)  
   
        ! 2. Matsuno backward:  
   
        itau = itau + 1  
        iday = day_ini + itau / day_step  
        time = REAL(itau - (iday - day_ini) * day_step) / day_step + time_0  
        IF (time > 1.) THEN  
           time = time - 1.  
           iday = iday + 1  
        ENDIF  
   
        ! Calcul des tendances dynamiques:  
        CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)  
        CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &  
             .false., du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time + iday - day_ini)  
   
        ! integrations dynamique et traceurs:  
        CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, &  
             dq, dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, phis, finvmaold, .false., &  
             dtvr)  
   
        CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)  
        CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)  
141    
142         ! 3. Leapfrog:         if (.not. leapf) then
143              ! Matsuno backward
144              CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
145              CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
146    
        do j = 1, iperiod - 1  
147            ! Calcul des tendances dynamiques:            ! Calcul des tendances dynamiques:
148            CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)            CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)
149            CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &
150                 .false., du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &                 phi, .false., du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0)
                time + iday - day_ini)  
   
           ! Calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidité)  
           CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, dq, teta, pk)  
           ! Stokage du flux de masse pour traceurs off-line:  
           IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &  
                dtvr, itau)  
151    
152            ! integrations dynamique et traceurs:            ! integrations dynamique et traceurs:
153            CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, &            CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, &
154                 dteta, dq, dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, phis, &                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, finvmaold, .false., &
155                 finvmaold, .true., 2 * dtvr)                 dtvr)
156           end if
157    
158            IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN
159               ! calcul des tendances physiques:            ! calcul des tendances physiques:
              IF (itau + 1 == itaufin) lafin = .TRUE.  
   
              CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)  
              CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)  
   
              rdaym_ini = itau * dtvr / daysec  
              rdayvrai = rdaym_ini + day_ini  
   
              CALL calfis(nqmx, lafin, rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, &  
                   masse, ps, pk, phis, phi, du, dv, dteta, dq, w, &  
                   dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi)  
   
              ! ajout des tendances physiques:  
              CALL addfi(nqmx, dtphys, ucov, vcov, teta, q, ps, dufi, dvfi, &  
                   dtetafi, dqfi, dpfi)  
           ENDIF  
160    
161            CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)            CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
162            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
163    
164            IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN            rdaym_ini = itau * dtvr / daysec
165               ! dissipation horizontale et verticale des petites echelles:            rdayvrai = rdaym_ini + day_ini
166              time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step + time_0
167              IF (time > 1.) time = time - 1.
168    
169              CALL calfis(itau + 1 == itaufin, rdayvrai, time, ucov, vcov, &
170                   teta, q, masse, ps, pk, phis, phi, du, dv, dteta, dq, w, dufi, &
171                   dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi)
172    
173              ! ajout des tendances physiques:
174              CALL addfi(nqmx, dtphys, ucov, vcov, teta, q, ps, dufi, dvfi, &
175                   dtetafi, dqfi, dpfi)
176           ENDIF
177    
178           CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
179           CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
180    
181               ! calcul de l'energie cinetique avant dissipation         IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN
182               call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)            ! dissipation horizontale et verticale des petites echelles:
183               call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)  
184              ! calcul de l'energie cinetique avant dissipation
185               ! dissipation            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
186               CALL dissip(vcov, ucov, teta, p3d, dvdis, dudis, dtetadis)            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)
187               ucov=ucov + dudis  
188               vcov=vcov + dvdis            ! dissipation
189              CALL dissip(vcov, ucov, teta, p3d, dvdis, dudis, dtetadis)
190               ! On rajoute la tendance due à la transformation Ec -> E            ucov=ucov + dudis
191               ! thermique créée lors de la dissipation            vcov=vcov + dvdis
192               call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)  
193               call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)            ! On rajoute la tendance due à la transformation Ec -> E
194               dtetaecdt= (ecin0 - ecin) / pk            ! thermique créée lors de la dissipation
195               dtetadis=dtetadis + dtetaecdt            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
196               teta=teta + dtetadis            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)
197              dtetaecdt= (ecin0 - ecin) / pk
198               ! Calcul de la valeur moyenne unique de h aux pôles            dtetadis=dtetadis + dtetaecdt
199               forall (l = 1: llm)            teta=teta + dtetadis
200                  teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &  
201                       / apoln            ! Calcul de la valeur moyenne aux pôles :
202                  teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &            forall (l = 1: llm)
203                       * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &
204               END forall                    / apoln
205                 teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &
206               ps(:, 1) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * ps(:iim, 1)) / apoln                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols
207               ps(:, jjm + 1) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) * ps(:iim, jjm + 1)) &            END forall
208                    / apols  
209            END IF            ps(:, 1) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * ps(:iim, 1)) / apoln
210              ps(:, jjm + 1) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) * ps(:iim, jjm + 1)) &
211            itau = itau + 1                 / apols
212            iday = day_ini + itau / day_step         END IF
213            time = REAL(itau - (iday - day_ini) * day_step) / day_step + time_0  
214            IF (time > 1.) THEN         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN
215               time = time - 1.            ! ecriture du fichier histoire moyenne:
216               iday = iday + 1            CALL writedynav(histaveid, nqmx, itau + 1, vcov, ucov, teta, pk, &
217            ENDIF                 phi, q, masse, ps, phis)
218              call bilan_dyn(2, dtvr * iperiod, dtvr * day_step * periodav, ps, &
219            IF (MOD(itau, iperiod) == 0) THEN                 masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, q)
220               ! ecriture du fichier histoire moyenne:         ENDIF
221               CALL writedynav(histaveid, nqmx, itau, vcov, &      end do
                   ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, phis)  
              call bilan_dyn(2, dtvr * iperiod, dtvr * day_step * periodav, &  
                   ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, q)  
           ENDIF  
        end do  
     end do outer_loop  
222    
     ! {itau == itaufin}  
223      CALL dynredem1("restart.nc", vcov, ucov, teta, q, masse, ps, &      CALL dynredem1("restart.nc", vcov, ucov, teta, q, masse, ps, &
224           itau=itau_dyn+itaufin)           itau=itau_dyn+itaufin)
225    
     vcovm1 = vcov  
     ucovm1 = ucov  
     tetam1 = teta  
     massem1 = masse  
     psm1 = ps  
     finvmaold = masse  
     CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE., 1)  
   
226      ! Calcul des tendances dynamiques:      ! Calcul des tendances dynamiques:
227      CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)      CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)
228      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
229           MOD(itaufin, iconser) == 0, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &           MOD(itaufin, iconser) == 0, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &
230           time + iday - day_ini)           time_0)
   
     ! Calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidité)  
     CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, dq, teta, pk)  
     ! Stokage du flux de masse pour traceurs off-line:  
     IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, dtvr, &  
          itaufin)  
231    
232    END SUBROUTINE leapfrog    END SUBROUTINE leapfrog
233    
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