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trunk/libf/dyn3d/leapfrog.f90 revision 67 by guez, Tue Oct 2 15:50:56 2012 UTC trunk/dyn3d/leapfrog.f revision 97 by guez, Fri Apr 25 14:58:31 2014 UTC
# Line 19  contains Line 19  contains
19      USE comgeom, ONLY: aire_2d, apoln, apols      USE comgeom, ONLY: aire_2d, apoln, apols
20      USE disvert_m, ONLY: ap, bp      USE disvert_m, ONLY: ap, bp
21      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iconser, iperiod, iphysiq, nday, offline, &      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iconser, iperiod, iphysiq, nday, offline, &
22           iflag_phys, ok_guide           iflag_phys, ok_guide, iecri
23      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm, nqmx      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm, nqmx
24      use dissip_m, only: dissip      use dissip_m, only: dissip
25      USE dynetat0_m, ONLY: day_ini      USE dynetat0_m, ONLY: day_ini
26      use dynredem1_m, only: dynredem1      use dynredem1_m, only: dynredem1
27      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
28      use filtreg_m, only: filtreg      use filtreg_m, only: filtreg
29        use fluxstokenc_m, only: fluxstokenc
30      use geopot_m, only: geopot      use geopot_m, only: geopot
31      USE guide_m, ONLY: guide      USE guide_m, ONLY: guide
32      use inidissip_m, only: idissip      use inidissip_m, only: idissip
# Line 34  contains Line 35  contains
35      USE pressure_var, ONLY: p3d      USE pressure_var, ONLY: p3d
36      USE temps, ONLY: itau_dyn      USE temps, ONLY: itau_dyn
37      use writedynav_m, only: writedynav      use writedynav_m, only: writedynav
38        use writehist_m, only: writehist
39    
40      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
41      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
# Line 43  contains Line 45  contains
45      ! potential temperature      ! potential temperature
46    
47      REAL, intent(inout):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol, en Pa      REAL, intent(inout):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol, en Pa
48      REAL masse(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) masse d'air      REAL, intent(inout):: masse(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) masse d'air
49      REAL phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) geopotentiel au sol      REAL, intent(in):: phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) surface geopotential
50    
51      REAL, intent(inout):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL, intent(inout):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
52      ! mass fractions of advected fields      ! mass fractions of advected fields
53    
54      REAL, intent(in):: time_0      REAL, intent(in):: time_0
55    
56      ! Variables local to the procedure:      ! Local:
57    
58      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
59    
60      REAL pks((iim + 1) * (jjm + 1)) ! exner au sol      REAL pks(iim + 1, jjm + 1) ! exner au sol
61      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches
62      REAL pkf(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner filtré au milieu des couches      REAL pkf(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner filtr\'e au milieu des couches
63      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential
64      REAL w((iim + 1) * (jjm + 1), llm) ! vitesse verticale      REAL w(iim + 1, jjm + 1, llm) ! vitesse verticale
65    
66      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport
67      ! Flux de masse :      ! Flux de masse :
68      REAL pbaru((iim + 1) * (jjm + 1), llm), pbarv((iim + 1) * jjm, llm)      REAL pbaru(iim + 1, jjm + 1, llm), pbarv(iim + 1, jjm, llm)
69    
70      ! Variables dynamiques au pas - 1      ! Variables dynamiques au pas - 1
71      REAL vcovm1(iim + 1, jjm, llm), ucovm1(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL vcovm1(iim + 1, jjm, llm), ucovm1(iim + 1, jjm + 1, llm)
# Line 71  contains Line 73  contains
73      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)
74    
75      ! Tendances dynamiques      ! Tendances dynamiques
76      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn(iim + 1, jjm + 1, llm)
77      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm), dq((iim + 1) * (jjm + 1), llm, nqmx)      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm)
78      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))
79    
80      ! Tendances de la dissipation :      ! Tendances de la dissipation :
# Line 80  contains Line 82  contains
82      REAL dtetadis(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dtetadis(iim + 1, jjm + 1, llm)
83    
84      ! Tendances physiques      ! Tendances physiques
85      REAL dvfi((iim + 1) * jjm, llm), dufi((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL dvfi(iim + 1, jjm, llm), dufi(iim + 1, jjm + 1, llm)
86      REAL dtetafi(iim + 1, jjm + 1, llm), dqfi((iim + 1) * (jjm + 1), llm, nqmx)      REAL dtetafi(iim + 1, jjm + 1, llm), dqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
     real dpfi((iim + 1) * (jjm + 1))  
87    
88      ! Variables pour le fichier histoire      ! Variables pour le fichier histoire
89    
# Line 93  contains Line 94  contains
94      INTEGER l      INTEGER l
95      REAL rdayvrai, rdaym_ini      REAL rdayvrai, rdaym_ini
96    
97      ! Variables test conservation energie      ! Variables test conservation \'energie
98      REAL ecin(iim + 1, jjm + 1, llm), ecin0(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL ecin(iim + 1, jjm + 1, llm), ecin0(iim + 1, jjm + 1, llm)
99    
100      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont((iim + 1) * (jjm + 1), llm)
101      logical leapf      logical leapf
102      real dt      real dt ! time step, in s
103    
104      !---------------------------------------------------      !---------------------------------------------------
105    
# Line 108  contains Line 109  contains
109      itaufin = nday * day_step      itaufin = nday * day_step
110      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore so is "itaufin".      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore so is "itaufin".
111    
     dq = 0.  
   
112      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :
113      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
114      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
# Line 133  contains Line 132  contains
132         end if         end if
133    
134         ! Calcul des tendances dynamiques:         ! Calcul des tendances dynamiques:
135         CALL geopot((iim + 1) * (jjm + 1), teta, pk, pks, phis, phi)         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
136         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
137              dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &              dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &
138              conser=MOD(itau, iconser)==0)              conser = MOD(itau, iconser) == 0)
139    
140         ! Calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidité)         CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, teta, pk)
        CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, dq, teta, pk)  
141    
142         ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:         ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:
143         IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &         IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &
144              dtvr, itau)              dtvr, itau)
145    
146         ! Integrations dynamique et traceurs:         ! Int\'egrations dynamique et traceurs:
147         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, dteta, &         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, dteta, &
148              dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, finvmaold, dt, &              dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, finvmaold, dt, &
149              leapf)              leapf)
150    
151           forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
152           CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
153    
154         if (.not. leapf) then         if (.not. leapf) then
155            ! Matsuno backward            ! Matsuno backward
           forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps  
           CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)  
   
156            ! Calcul des tendances dynamiques:            ! Calcul des tendances dynamiques:
157            CALL geopot((iim + 1) * (jjm + 1), teta, pk, pks, phis, phi)            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
158            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &
159                 phi, dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &                 phi, dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &
160                 conser=.false.)                 conser = .false.)
161    
162            ! integrations dynamique et traceurs:            ! integrations dynamique et traceurs:
163            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, &            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, &
164                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, &                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, &
165                 finvmaold, dtvr, leapf=.false.)                 finvmaold, dtvr, leapf=.false.)
        end if  
   
        IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN  
           ! calcul des tendances physiques:  
166    
167            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
168            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
169           end if
170    
171           IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN
172              ! Calcul des tendances physiques:
173    
174            rdaym_ini = itau * dtvr / daysec            rdaym_ini = itau * dtvr / daysec
175            rdayvrai = rdaym_ini + day_ini            rdayvrai = rdaym_ini + day_ini
176            time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step + time_0            time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step + time_0
177            IF (time > 1.) time = time - 1.            IF (time > 1.) time = time - 1.
178    
179            CALL calfis(rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, masse, ps, pk, &            CALL calfis(rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, pk, phis, phi, w, &
180                 phis, phi, dudyn, dv, dq, w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi, &                 dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, lafin = itau + 1 == itaufin)
                lafin = itau + 1 == itaufin)  
   
           ! ajout des tendances physiques:  
           CALL addfi(nqmx, dtphys, ucov, vcov, teta, q, ps, dufi, dvfi, &  
                dtetafi, dqfi, dpfi)  
        ENDIF  
181    
182         forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps            ! Ajout des tendances physiques:
183         CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)            CALL addfi(ucov, vcov, teta, q, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi)
184           ENDIF
185    
186         IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN
187            ! Dissipation horizontale et verticale des petites échelles            ! Dissipation horizontale et verticale des petites \'echelles
188    
189            ! calcul de l'énergie cinétique avant dissipation            ! calcul de l'\'energie cin\'etique avant dissipation
190            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
191            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)
192    
# Line 202  contains Line 195  contains
195            ucov = ucov + dudis            ucov = ucov + dudis
196            vcov = vcov + dvdis            vcov = vcov + dvdis
197    
198            ! On ajoute la tendance due à la transformation énergie            ! On ajoute la tendance due \`a la transformation \'energie
199            ! cinétique en énergie thermique par la dissipation            ! cin\'etique en \'energie thermique par la dissipation
200            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
201            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)
202            dtetadis = dtetadis + (ecin0 - ecin) / pk            dtetadis = dtetadis + (ecin0 - ecin) / pk
203            teta = teta + dtetadis            teta = teta + dtetadis
204    
205            ! Calcul de la valeur moyenne aux pôles :            ! Calcul de la valeur moyenne aux p\^oles :
206            forall (l = 1: llm)            forall (l = 1: llm)
207               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &
208                    / apoln                    / apoln
209               teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &               teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &
210                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols
211            END forall            END forall
   
           ps(:, 1) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * ps(:iim, 1)) / apoln  
           ps(:, jjm + 1) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) * ps(:iim, jjm + 1)) &  
                / apols  
212         END IF         END IF
213    
214         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN
215            ! Écriture du fichier histoire moyenne:            ! \'Ecriture du fichier histoire moyenne:
216            CALL writedynav(vcov, ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, phis, &            CALL writedynav(vcov, ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, phis, &
217                 time = itau + 1)                 time = itau + 1)
218            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &
219                 q(:, :, :, 1))                 q(:, :, :, 1))
220         ENDIF         ENDIF
221    
222           IF (MOD(itau + 1, iecri * day_step) == 0) THEN
223              CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
224              CALL writehist(itau, vcov, ucov, teta, phi, q, masse, ps)
225           END IF
226      end do time_integration      end do time_integration
227    
228      CALL dynredem1("restart.nc", vcov, ucov, teta, q, masse, ps, &      CALL dynredem1("restart.nc", vcov, ucov, teta, q, masse, ps, &
229           itau = itau_dyn + itaufin)           itau = itau_dyn + itaufin)
230    
231      ! Calcul des tendances dynamiques:      ! Calcul des tendances dynamiques:
232      CALL geopot((iim + 1) * (jjm + 1), teta, pk, pks, phis, phi)      CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
233      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
234           dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &           dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &
235           conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)           conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)
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