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revision 29 by guez, Tue Mar 30 10:44:42 2010 UTC revision 33 by guez, Fri Apr 9 10:56:14 2010 UTC
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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
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 23  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 30  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):: vcov((iim + 1) * jjm, llm) ! vent covariant
36        REAL, intent(inout):: ucov(ip1jmp1, 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    
# Line 73  contains Line 76  contains
76    
77      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
78      INTEGER itaufin      INTEGER itaufin
     INTEGER iday ! jour julien  
79      REAL time ! time of day, as a fraction of day length      REAL time ! time of day, as a fraction of day length
80      real finvmaold(ip1jmp1, llm)      real finvmaold(ip1jmp1, llm)
     LOGICAL:: lafin=.false.  
81      INTEGER l      INTEGER l
   
82      REAL rdayvrai, rdaym_ini      REAL rdayvrai, rdaym_ini
83    
84      ! Variables test conservation energie      ! Variables test conservation energie
# Line 88  contains Line 88  contains
88      ! cree par la dissipation      ! cree par la dissipation
89      REAL dtetaecdt(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dtetaecdt(iim + 1, jjm + 1, llm)
90      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont(ip1jmp1, llm)      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont(ip1jmp1, llm)
91      logical forward, leapf      logical leapf
92      REAL dt      real dt
93    
94      !---------------------------------------------------      !---------------------------------------------------
95    
96      print *, "Call sequence information: leapfrog"      print *, "Call sequence information: leapfrog"
97    
98      itaufin = nday * day_step      itaufin = nday * day_step
99      itau = 0      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore "itaufin" is one too
100      iday = day_ini  
     time = time_0  
101      dq = 0.      dq = 0.
102    
103      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :
104      CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)      CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
105      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
106    
107      ! Début de l'integration temporelle :      ! Début de l'integration temporelle :
108      outer_loop:do      do itau = 0, itaufin - 1
109         if (ok_guide .and. (itaufin - itau - 1) * dtvr > 21600.) &         leapf = mod(itau, iperiod) /= 0
110              call guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)         if (leapf) then
111         vcovm1 = vcov            dt = 2 * dtvr
112         ucovm1 = ucov         else
113         tetam1 = teta            ! Matsuno
114         massem1 = masse            dt = dtvr
115         psm1 = ps            if (ok_guide .and. (itaufin - itau - 1) * dtvr > 21600.) &
116         forward = .TRUE.                 call guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)
117         leapf = .FALSE.            vcovm1 = vcov
118         dt = dtvr            ucovm1 = ucov
119         finvmaold = masse            tetam1 = teta
120         CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE., 1)            massem1 = masse
121              psm1 = ps
122              finvmaold = masse
123              CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE., 1)
124           end if
125    
126           ! Calcul des tendances dynamiques:
127           CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)
128           CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
129                MOD(itau, iconser) == 0, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &
130                time_0)
131    
132           ! Calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidité)
133           CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, dq, teta, pk)
134    
135           ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:
136           IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &
137                dtvr, itau)
138    
139           ! integrations dynamique et traceurs:
140           CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, &
141                dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, finvmaold, leapf, dt)
142    
143           if (.not. leapf) then
144              ! Matsuno backward
145              CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
146              CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
147    
        do  
148            ! Calcul des tendances dynamiques:            ! Calcul des tendances dynamiques:
149            CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)            CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)
150            CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &
151                 MOD(itau, iconser) == 0, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &                 phi, .false., du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0)
                time + iday - day_ini)  
   
           IF (forward .OR. leapf) THEN  
              ! Calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidité)  
              CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, dq, teta, pk)  
              IF (offline) THEN  
                 ! Stokage du flux de masse pour traceurs off-line  
                 CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, dtvr, &  
                      itau)  
              ENDIF  
           ENDIF  
152    
153            ! integrations dynamique et traceurs:            ! integrations dynamique et traceurs:
154            CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, &            CALL integrd(2, vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, &
155                 dteta, dq, dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, phis, &                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q, ps, masse, finvmaold, .false., &
156                 finvmaold, leapf, dt)                 dtvr)
157           end if
158    
159            IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN
160               ! 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  
161    
162            CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)            CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
163            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
164    
165            IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN            rdaym_ini = itau * dtvr / daysec
166               ! dissipation horizontale et verticale des petites echelles:            rdayvrai = rdaym_ini + day_ini
167              time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step + time_0
168               ! calcul de l'energie cinetique avant dissipation            IF (time > 1.) time = time - 1.
169               call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)  
170               call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)            CALL calfis(nqmx, itau + 1 == itaufin, rdayvrai, time, ucov, vcov, &
171                   teta, q, masse, ps, pk, phis, phi, du, dv, dteta, dq, w, dufi, &
172               ! dissipation                 dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi)
173               CALL dissip(vcov, ucov, teta, p3d, dvdis, dudis, dtetadis)  
174               ucov=ucov + dudis            ! ajout des tendances physiques:
175               vcov=vcov + dvdis            CALL addfi(nqmx, dtphys, ucov, vcov, teta, q, ps, dufi, dvfi, &
176                   dtetafi, dqfi, dpfi)
177               ! On rajoute la tendance due à la transformation Ec -> E         ENDIF
178               ! thermique créée lors de la dissipation  
179               call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)         CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
180               call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)         CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
181               dtetaecdt= (ecin0 - ecin) / pk  
182               dtetadis=dtetadis + dtetaecdt         IF (MOD(itau + 1, idissip) == 0) THEN
183               teta=teta + dtetadis            ! dissipation horizontale et verticale des petites echelles:
184    
185               ! Calcul de la valeur moyenne unique de h aux pôles            ! calcul de l'energie cinetique avant dissipation
186               forall (l = 1: llm)            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
187                  teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &            call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin0)
188                       / apoln  
189                  teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &            ! dissipation
190                       * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols            CALL dissip(vcov, ucov, teta, p3d, dvdis, dudis, dtetadis)
191               END forall            ucov=ucov + dudis
192              vcov=vcov + dvdis
193               ps(:, 1) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * ps(:iim, 1)) / apoln  
194               ps(:, jjm + 1) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) * ps(:iim, jjm + 1)) &            ! On rajoute la tendance due à la transformation Ec -> E
195                    / apols            ! thermique créée lors de la dissipation
196            END IF            call covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
197              call enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)
198            ! fin de l'intégration dynamique et physique pour le pas "itau"            dtetaecdt= (ecin0 - ecin) / pk
199            ! préparation du pas d'intégration suivant            dtetadis=dtetadis + dtetaecdt
200              teta=teta + dtetadis
201            ! schema matsuno + leapfrog  
202            IF (forward .OR. leapf) THEN            ! Calcul de la valeur moyenne aux pôles :
203               itau = itau + 1            forall (l = 1: llm)
204               iday = day_ini + itau / day_step               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &
205               time = REAL(itau - (iday - day_ini) * day_step) / day_step &                    / apoln
206                    + time_0               teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &
207               IF (time > 1.) THEN                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols
208                  time = time - 1.            END forall
209                  iday = iday + 1  
210               ENDIF            ps(:, 1) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * ps(:iim, 1)) / apoln
211            ENDIF            ps(:, jjm + 1) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) * ps(:iim, jjm + 1)) &
212                   / apols
213            IF (itau == itaufin + 1) exit outer_loop         END IF
214    
215            IF (MOD(itau, iperiod) == 0 .OR. itau == itaufin) THEN         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN
216               ! ecriture du fichier histoire moyenne:            ! ecriture du fichier histoire moyenne:
217               CALL writedynav(histaveid, nqmx, itau, vcov, &            CALL writedynav(histaveid, nqmx, itau + 1, vcov, ucov, teta, pk, &
218                    ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, phis)                 phi, q, masse, ps, phis)
219               call bilan_dyn(2, dtvr * iperiod, dtvr * day_step * periodav, &            call bilan_dyn(2, dtvr * iperiod, dtvr * day_step * periodav, ps, &
220                    ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, q)                 masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, q)
221            ENDIF         ENDIF
222        end do
223            IF (itau == itaufin) CALL dynredem1("restart.nc", vcov, ucov, teta, &  
224                 q, masse, ps, itau=itau_dyn+itaufin)      CALL dynredem1("restart.nc", vcov, ucov, teta, q, masse, ps, &
225             itau=itau_dyn+itaufin)
226            ! gestion de l'integration temporelle:  
227            IF (MOD(itau, iperiod) == 0) exit      ! Calcul des tendances dynamiques:
228            IF (MOD(itau - 1, iperiod) == 0) THEN      CALL geopot(ip1jmp1, teta, pk, pks, phis, phi)
229               IF (forward) THEN      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &
230                  ! fin du pas forward et debut du pas backward           MOD(itaufin, iconser) == 0, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &
231                  forward = .FALSE.           time_0)
                 leapf = .FALSE.  
              ELSE  
                 ! fin du pas backward et debut du premier pas leapfrog  
                 leapf = .TRUE.  
                 dt = 2. * dtvr  
              END IF  
           ELSE  
              ! pas leapfrog  
              leapf = .TRUE.  
              dt = 2. * dtvr  
           END IF  
        end do  
     end do outer_loop  
232    
233    END SUBROUTINE leapfrog    END SUBROUTINE leapfrog
234    
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