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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 115 by guez, Fri Sep 19 17:36:20 2014 UTC
# 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           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
27      use dynredem1_m, only: dynredem1      use dynredem1_m, only: dynredem1
28      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
29      use filtreg_m, only: filtreg      use filtreg_m, only: filtreg
30        use fluxstokenc_m, only: fluxstokenc
31      use geopot_m, only: geopot      use geopot_m, only: geopot
32      USE guide_m, ONLY: guide      USE guide_m, ONLY: guide
33      use inidissip_m, only: idissip      use inidissip_m, only: idissip
# Line 34  contains Line 36  contains
36      USE pressure_var, ONLY: p3d      USE pressure_var, ONLY: p3d
37      USE temps, ONLY: itau_dyn      USE temps, ONLY: itau_dyn
38      use writedynav_m, only: writedynav      use writedynav_m, only: writedynav
39        use writehist_m, only: writehist
40    
41      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
42      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 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 phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) geopotentiel au sol      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      REAL, intent(in):: time_0
56    
57      ! Variables local to the procedure:      ! Local:
58    
59      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
60    
61      REAL pks((iim + 1) * (jjm + 1)) ! exner au sol      REAL pks(iim + 1, jjm + 1) ! exner au sol
62      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches
63      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
64      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential
65      REAL w((iim + 1) * (jjm + 1), llm) ! vitesse verticale      REAL w(iim + 1, jjm + 1, llm) ! vitesse verticale
66    
67      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport
68      ! Flux de masse :      ! Flux de masse :
69      REAL pbaru((iim + 1) * (jjm + 1), llm), pbarv((iim + 1) * jjm, llm)      REAL pbaru(iim + 1, jjm + 1, llm), pbarv(iim + 1, jjm, llm)
70    
71      ! Variables dynamiques au pas - 1      ! Variables dynamiques au pas - 1
72      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 74  contains
74      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)
75    
76      ! Tendances dynamiques      ! Tendances dynamiques
77      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn(iim + 1, jjm + 1, llm)
78      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm), dq((iim + 1) * (jjm + 1), llm, nqmx)      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm)
79      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))
80    
81      ! Tendances de la dissipation :      ! Tendances de la dissipation :
# Line 80  contains Line 83  contains
83      REAL dtetadis(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dtetadis(iim + 1, jjm + 1, llm)
84    
85      ! Tendances physiques      ! Tendances physiques
86      REAL dvfi((iim + 1) * jjm, llm), dufi((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL dvfi(iim + 1, jjm, llm), dufi(iim + 1, jjm + 1, llm)
87      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))  
88    
89      ! Variables pour le fichier histoire      ! Variables pour le fichier histoire
90    
# Line 93  contains Line 95  contains
95      INTEGER l      INTEGER l
96      REAL rdayvrai, rdaym_ini      REAL rdayvrai, rdaym_ini
97    
98      ! Variables test conservation energie      ! Variables test conservation \'energie
99      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)
100    
101      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont((iim + 1) * (jjm + 1), llm)      REAL vcont((iim + 1) * jjm, llm), ucont((iim + 1) * (jjm + 1), llm)
102      logical leapf      logical leapf
103      real dt      real dt ! time step, in s
104    
105      !---------------------------------------------------      !---------------------------------------------------
106    
# Line 108  contains Line 110  contains
110      itaufin = nday * day_step      itaufin = nday * day_step
111      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore so is "itaufin".      ! "day_step" is a multiple of "iperiod", therefore so is "itaufin".
112    
     dq = 0.  
   
113      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :
114      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
115      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)
# Line 121  contains Line 121  contains
121         else         else
122            ! Matsuno            ! Matsuno
123            dt = dtvr            dt = dtvr
124            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)  
125            vcovm1 = vcov            vcovm1 = vcov
126            ucovm1 = ucov            ucovm1 = ucov
127            tetam1 = teta            tetam1 = teta
128            massem1 = masse            massem1 = masse
129            psm1 = ps            psm1 = ps
130            finvmaold = masse            finvmaold = masse
131            CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE.)            CALL filtreg(finvmaold, direct = .false., intensive = .false.)
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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