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trunk/libf/dyn3d/leapfrog.f90 revision 69 by guez, Mon Feb 18 16:33:12 2013 UTC trunk/dyn3d/leapfrog.f revision 128 by guez, Thu Feb 12 16:23:33 2015 UTC
# Line 4  module leapfrog_m Line 4  module leapfrog_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE leapfrog(ucov, vcov, teta, ps, masse, phis, q, time_0)    SUBROUTINE leapfrog(ucov, vcov, teta, ps, masse, phis, q)
8    
9      ! From dyn3d/leapfrog.F, version 1.6, 2005/04/13 08:58:34 revision 616      ! From dyn3d/leapfrog.F, version 1.6, 2005/04/13 08:58:34 revision 616
10      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead, F. Hourdin      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead, F. Hourdin
# Line 15  contains Line 15  contains
15      use caladvtrac_m, only: caladvtrac      use caladvtrac_m, only: caladvtrac
16      use caldyn_m, only: caldyn      use caldyn_m, only: caldyn
17      USE calfis_m, ONLY: calfis      USE calfis_m, ONLY: calfis
18      USE comconst, ONLY: daysec, dtphys, dtvr      USE comconst, ONLY: daysec, dtvr
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, iecri           iflag_phys, iecri
23        USE conf_guide_m, ONLY: ok_guide
24      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm, nqmx      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm, nqmx
25      use dissip_m, only: dissip      use dissip_m, only: dissip
26      USE dynetat0_m, ONLY: day_ini      USE dynetat0_m, ONLY: day_ini
# Line 45  contains Line 46  contains
46      ! potential temperature      ! potential temperature
47    
48      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
49      REAL masse(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) masse d'air      REAL, intent(inout):: masse(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) masse d'air
50      REAL, intent(in):: phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) surface geopotential      REAL, intent(in):: phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) surface geopotential
51    
52      REAL, intent(inout):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL, intent(inout):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
53      ! mass fractions of advected fields      ! mass fractions of advected fields
54    
55      REAL, intent(in):: time_0      ! Local:
   
     ! Variables local to the procedure:  
56    
57      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
58    
59      REAL pks((iim + 1) * (jjm + 1)) ! exner au sol      REAL pks(iim + 1, jjm + 1) ! exner au sol
60      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches
61      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
62      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential
63      REAL w((iim + 1) * (jjm + 1), llm) ! vitesse verticale      REAL w(iim + 1, jjm + 1, llm) ! vitesse verticale
64    
65      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport
66      ! Flux de masse :      ! Flux de masse :
67      REAL pbaru((iim + 1) * (jjm + 1), llm), pbarv((iim + 1) * jjm, llm)      REAL pbaru(iim + 1, jjm + 1, llm), pbarv(iim + 1, jjm, llm)
68    
69      ! Variables dynamiques au pas - 1      ! Variables dynamiques au pas - 1
70      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 73  contains Line 72  contains
72      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)
73    
74      ! Tendances dynamiques      ! Tendances dynamiques
75      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn(iim + 1, jjm + 1, llm)
76      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm), dq((iim + 1) * (jjm + 1), llm, nqmx)      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm)
77      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))
78    
79      ! Tendances de la dissipation :      ! Tendances de la dissipation :
# Line 82  contains Line 81  contains
81      REAL dtetadis(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dtetadis(iim + 1, jjm + 1, llm)
82    
83      ! Tendances physiques      ! Tendances physiques
84      REAL dvfi((iim + 1) * jjm, llm), dufi((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL dvfi(iim + 1, jjm, llm), dufi(iim + 1, jjm + 1, llm)
85      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))  
86    
87      ! Variables pour le fichier histoire      ! Variables pour le fichier histoire
   
88      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
89      INTEGER itaufin      INTEGER itaufin
90      REAL time ! time of day, as a fraction of day length      REAL time ! time of day, as a fraction of day length
91      real finvmaold(iim + 1, jjm + 1, llm)      real finvmaold(iim + 1, jjm + 1, llm)
92      INTEGER l      INTEGER l
     REAL rdayvrai, rdaym_ini  
93    
94      ! Variables test conservation energie      ! Variables test conservation \'energie
95      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)
96    
97      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont((iim + 1) * (jjm + 1), llm)
98      logical leapf      logical leapf
99      real dt      real dt ! time step, in s
100    
101      !---------------------------------------------------      !---------------------------------------------------
102    
# Line 110  contains Line 106  contains
106      itaufin = nday * day_step      itaufin = nday * day_step
107      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore so is "itaufin".      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore so is "itaufin".
108    
     dq = 0.  
   
109      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :
110      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
111      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
# Line 123  contains Line 117  contains
117         else         else
118            ! Matsuno            ! Matsuno
119            dt = dtvr            dt = dtvr
120            if (ok_guide .and. (itaufin - itau - 1) * dtvr > 21600.) &            if (ok_guide) call guide(itau, ucov, vcov, teta, q(:, :, :, 1), ps)
                call guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)  
121            vcovm1 = vcov            vcovm1 = vcov
122            ucovm1 = ucov            ucovm1 = ucov
123            tetam1 = teta            tetam1 = teta
124            massem1 = masse            massem1 = masse
125            psm1 = ps            psm1 = ps
126            finvmaold = masse            finvmaold = masse
127            CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE.)            CALL filtreg(finvmaold, direct = .false., intensive = .false.)
128         end if         end if
129    
130         ! Calcul des tendances dynamiques:         ! Calcul des tendances dynamiques:
131         CALL geopot((iim + 1) * (jjm + 1), teta, pk, pks, phis, phi)         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
132         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
133              dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &              dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &
134              conser=MOD(itau, iconser)==0)              conser = MOD(itau, iconser) == 0)
135    
136         ! 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)  
137    
138         ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:         ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:
139         IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &         IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &
140              dtvr, itau)              dtvr, itau)
141    
142         ! Integrations dynamique et traceurs:         ! Int\'egrations dynamique et traceurs:
143         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, dteta, &         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, dteta, &
144              dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, finvmaold, dt, &              dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, finvmaold, dt, &
145              leapf)              leapf)
146    
147           forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
148           CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
149    
150         if (.not. leapf) then         if (.not. leapf) then
151            ! Matsuno backward            ! Matsuno backward
           forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps  
           CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)  
   
152            ! Calcul des tendances dynamiques:            ! Calcul des tendances dynamiques:
153            CALL geopot((iim + 1) * (jjm + 1), teta, pk, pks, phis, phi)            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
154            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &
155                 phi, dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &                 phi, dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = .false.)
                conser=.false.)  
156    
157            ! integrations dynamique et traceurs:            ! integrations dynamique et traceurs:
158            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, &            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, &
159                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, &                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, &
160                 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:  
161    
162            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
163            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
164           end if
165    
166            rdaym_ini = itau * dtvr / daysec         IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN
167            rdayvrai = rdaym_ini + day_ini            ! Calcul des tendances physiques :
168            time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step + time_0            time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step
169            IF (time > 1.) time = time - 1.            IF (time > 1.) time = time - 1.
170              CALL calfis(itau * dtvr / daysec + day_ini, time, ucov, vcov, teta, &
171            CALL calfis(rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, masse, ps, pk, &                 q, pk, phis, phi, w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, &
                phis, phi, dudyn, dv, dq, w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi, &  
172                 lafin = itau + 1 == itaufin)                 lafin = itau + 1 == itaufin)
173    
174            ! Ajout des tendances physiques:            CALL addfi(ucov, vcov, teta, q, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi)
           CALL addfi(nqmx, dtphys, ucov, vcov, teta, q, ps, dufi, dvfi, &  
                dtetafi, dqfi, dpfi)  
175         ENDIF         ENDIF
176    
        forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps  
        CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)  
   
177         IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN
178            ! Dissipation horizontale et verticale des petites échelles            ! Dissipation horizontale et verticale des petites \'echelles
179    
180            ! calcul de l'énergie cinétique avant dissipation            ! calcul de l'\'energie cin\'etique avant dissipation
181            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
182            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)
183    
# Line 204  contains Line 186  contains
186            ucov = ucov + dudis            ucov = ucov + dudis
187            vcov = vcov + dvdis            vcov = vcov + dvdis
188    
189            ! On ajoute la tendance due à la transformation énergie            ! On ajoute la tendance due \`a la transformation \'energie
190            ! cinétique en énergie thermique par la dissipation            ! cin\'etique en \'energie thermique par la dissipation
191            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
192            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)
193            dtetadis = dtetadis + (ecin0 - ecin) / pk            dtetadis = dtetadis + (ecin0 - ecin) / pk
194            teta = teta + dtetadis            teta = teta + dtetadis
195    
196            ! Calcul de la valeur moyenne aux pôles :            ! Calcul de la valeur moyenne aux p\^oles :
197            forall (l = 1: llm)            forall (l = 1: llm)
198               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &
199                    / apoln                    / apoln
200               teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &               teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &
201                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols
202            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  
203         END IF         END IF
204    
205         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN
206            ! Écriture du fichier histoire moyenne:            ! \'Ecriture du fichier histoire moyenne:
207            CALL writedynav(vcov, ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, phis, &            CALL writedynav(vcov, ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, phis, &
208                 time = itau + 1)                 time = itau + 1)
209            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &
# Line 233  contains Line 211  contains
211         ENDIF         ENDIF
212    
213         IF (MOD(itau + 1, iecri * day_step) == 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iecri * day_step) == 0) THEN
214            CALL geopot((iim + 1) * (jjm + 1), teta, pk, pks, phis, phi)            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
215            CALL writehist(itau, vcov, ucov, teta, phi, q, masse, ps)            CALL writehist(itau, vcov, ucov, teta, phi, q, masse, ps)
216         END IF         END IF
217      end do time_integration      end do time_integration
# Line 242  contains Line 220  contains
220           itau = itau_dyn + itaufin)           itau = itau_dyn + itaufin)
221    
222      ! Calcul des tendances dynamiques:      ! Calcul des tendances dynamiques:
223      CALL geopot((iim + 1) * (jjm + 1), teta, pk, pks, phis, phi)      CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
224      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
225           dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &           dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &
226           conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)           conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)
227    
228    END SUBROUTINE leapfrog    END SUBROUTINE leapfrog
Legend:
Removed from v.69  
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