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revision 165 by guez, Wed Jul 29 09:52:33 2015 UTC revision 169 by guez, Mon Sep 14 17:13:16 2015 UTC
# Line 2  module inifilr_m Line 2  module inifilr_m
2    
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
4    
   ! North:  
   
5    INTEGER jfiltnu, jfiltnv    INTEGER jfiltnu, jfiltnv
6    ! index of the last scalar line filtered in northern hemisphere    ! index of the last line filtered in northern hemisphere at rlat[uv]
7      ! latitudes
   real, allocatable:: matriceun(:, :, :) ! (iim, iim, 2:jfiltnu)  
   ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire  
   
   real, allocatable:: matrinvn(:, :, :) ! (iim, iim, 2:jfiltnu)  
   ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire, pour  
   ! le filtre inverse  
   
   real, allocatable:: matricevn(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnv)  
   ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille de V ou de Z  
   
   ! South:  
8    
9    integer jfiltsu, jfiltsv    integer jfiltsu, jfiltsv
10    ! index of the first line filtered in southern hemisphere    ! index of the first line filtered in southern hemisphere at
11      ! rlat[uv] latitudes
   real, allocatable:: matriceus(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltsu:jjm)  
   ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire  
12    
13    real, allocatable:: matrinvs(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltsu:jjm)    ! Filtre pour les champs situes sur la grille scalaire (longitudes
14    ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire, pour    ! rlonv, latitudes rlatu) :
15    ! le filtre inverse    real, pointer:: matriceun(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnu - 1)
16      real, pointer:: matriceus(:, :, :) ! (iim, iim, jjm - jfiltsu + 1)
17    real, allocatable:: matricevs(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltsv:jjm)  
18    ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille de V ou de Z    ! Filtre pour les champs situes sur la grille scalaire (longitudes
19      ! rlonv, latitudes rlatu), pour le filtre inverse :
20      real, pointer:: matrinvn(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnu - 1)
21      real, pointer:: matrinvs(:, :, :) ! (iim, iim, jjm - jfiltsu + 1)
22    
23      ! Filtre pour les champs situes sur la grille de la vorticit\'e
24      ! (longitudes rlonu, latitudes rlatv)
25      real, pointer:: matricevn(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnv) matrice
26      real, pointer:: matricevs(:, :, :) ! (iim, iim, jjm - jfiltsv + 1)
27    
28  contains  contains
29    
# Line 49  contains Line 42  contains
42      USE dimens_m, ONLY : iim, jjm      USE dimens_m, ONLY : iim, jjm
43      USE dynetat0_m, ONLY : rlatu, rlatv, xprimu, grossismx      USE dynetat0_m, ONLY : rlatu, rlatv, xprimu, grossismx
44      use inifgn_m, only: inifgn      use inifgn_m, only: inifgn
45        use inifilr_hemisph_m, only: inifilr_hemisph
46      use jumble, only: new_unit      use jumble, only: new_unit
47      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi, ifirstloc, assert
48    
49      ! Local:      ! Local:
50    
51      REAL dlatu(jjm)      REAL dlatu(jjm)
52      REAL rlamda(2:iim)      REAL rlamda(2:iim) ! > 0, in descending order
53      real eignvl(iim) ! eigenvalues sorted in descending order (<= 0)      real eignvl(iim) ! eigenvalues (<= 0) sorted in descending order
54      INTEGER i, j, unit      INTEGER j, unit
55      REAL colat0 ! > 0      REAL colat0 ! > 0
56      REAL eignft(iim, iim)      integer j1 ! index of negative latitude closest to the equator
57    
58      real eignfnu(iim, iim), eignfnv(iim, iim)      real eignfnu(iim, iim), eignfnv(iim, iim)
59      ! eigenvectors of the discrete second derivative with respect to longitude      ! eigenvectors of the discrete second derivative with respect to
60        ! longitude, at rlon[uv] longitudes
     ! Filtering coefficients (lamda_max * cos(rlat) / lamda):  
     real coefil(iim)  
   
     ! Index of the mode from where modes are filtered:  
     integer, allocatable:: modfrstnu(:) ! (2:jfiltnu)  
     integer, allocatable:: modfrstsu(:) ! (jfiltsu:jjm)  
     integer, allocatable:: modfrstnv(:) ! (jfiltnv)  
     integer, allocatable:: modfrstsv(:) ! (jfiltsv:jjm)  
61    
62      !-----------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------
63    
# Line 84  contains Line 70  contains
70      colat0 = min(0.5, minval(dlatu) / minval(xprimu(:iim)))      colat0 = min(0.5, minval(dlatu) / minval(xprimu(:iim)))
71      PRINT *, 'colat0 = ', colat0      PRINT *, 'colat0 = ', colat0
72    
73      rlamda = iim / (pi * colat0 / grossismx) / sqrt(- eignvl(2: iim))      rlamda = iim / pi / colat0 * grossismx / sqrt(- eignvl(2: iim))
74        print *, "1 / rlamda(iim) = ", 1. / rlamda(iim)
     ! D\'etermination de jfilt[ns][uv] :  
75    
76      jfiltnu = (jjm + 1) / 2      ! This is demonstrated in the notes but just to be sure:
77      do while (cos(rlatu(jfiltnu)) >= colat0 &      call assert(rlamda(iim) * colat0 >= 1. - epsilon(0.), &
78           .or. rlamda(iim) * cos(rlatu(jfiltnu)) >= 1.)           "inifilr rlamda(iim) * colat0")
        jfiltnu = jfiltnu - 1  
     end do  
   
     jfiltsu = jjm / 2 + 2  
     do while (cos(rlatu(jfiltsu)) >= colat0 &  
          .or. rlamda(iim) * cos(rlatu(jfiltsu)) >= 1.)  
        jfiltsu = jfiltsu + 1  
     end do  
   
     jfiltnv = jjm / 2  
     do while ((cos(rlatv(jfiltnv)) >= colat0 &  
          .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltnv)) >= 1.) .and. jfiltnv >= 2)  
        jfiltnv = jfiltnv - 1  
     end do  
   
     if (cos(rlatv(jfiltnv)) >= colat0 &  
          .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltnv)) >= 1.) then  
        ! {jfiltnv == 1}  
        PRINT *, 'Could not find jfiltnv.'  
        STOP 1  
     END IF  
   
     jfiltsv = (jjm + 1)/ 2 + 1  
     do while ((cos(rlatv(jfiltsv)) >= colat0 &  
          .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltsv)) >= 1.) .and. jfiltsv <= jjm - 1)  
        jfiltsv = jfiltsv + 1  
     end do  
   
     IF (cos(rlatv(jfiltsv)) >= colat0 &  
          .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltsv)) >= 1.) THEN  
        ! {jfiltsv == jjm}  
        PRINT *, 'Could not find jfiltsv.'  
        STOP 1  
     END IF  
   
     PRINT *, 'jfiltnu =', jfiltnu  
     PRINT *, 'jfiltsu =', jfiltsu  
     PRINT *, 'jfiltnv =', jfiltnv  
     PRINT *, 'jfiltsv =', jfiltsv  
   
     ! D\'etermination de modfrst[ns][uv] :  
   
     allocate(modfrstnu(2:jfiltnu), modfrstsu(jfiltsu:jjm))  
     allocate(modfrstnv(jfiltnv), modfrstsv(jfiltsv:jjm))  
   
     DO j = 2, jfiltnu  
        modfrstnu(j) = 2  
        do while (rlamda(modfrstnu(j)) * cos(rlatu(j)) >= 1. &  
             .and. modfrstnu(j) <= iim - 1)  
           modfrstnu(j) = modfrstnu(j) + 1  
        end do  
     END DO  
   
     DO j = 1, jfiltnv  
        modfrstnv(j) = 2  
        do while (rlamda(modfrstnv(j)) * cos(rlatv(j)) >= 1. &  
             .and. modfrstnv(j) <= iim - 1)  
           modfrstnv(j) = modfrstnv(j) + 1  
        end do  
     end DO  
   
     DO j = jfiltsu, jjm  
        modfrstsu(j) = 2  
        do while (rlamda(modfrstsu(j)) * cos(rlatu(j)) >= 1. &  
             .and. modfrstsu(j) <= iim - 1)  
           modfrstsu(j) = modfrstsu(j) + 1  
        end do  
     end DO  
   
     DO j = jfiltsv, jjm  
        modfrstsv(j) = 2  
        do while (rlamda(modfrstsv(j)) * cos(rlatv(j)) >= 1. &  
             .and. modfrstsv(j) <= iim - 1)  
           modfrstsv(j) = modfrstsv(j) + 1  
        end do  
     END DO  
79    
80      call new_unit(unit)      call new_unit(unit)
81        open(unit, file = "modfrst.csv", status = "replace", action = "write")
82        write(unit, fmt = *) '"rlat (degrees)" modfrst' ! title line
83    
84      open(unit, file = "inifilr_out.txt", status = "replace", action = "write")      j1 = ifirstloc(rlatu <= 0.)
     write(unit, fmt = *) '"EIGNVL"', eignvl  
     close(unit)  
   
     open(unit, file = "modfrstnu.csv", status = "replace", action = "write")  
     write(unit, fmt = *) '"rlatu (degrees north)" modfrstnu ' &  
          // '"rlamda(modfrstnu) * cos(rlatu) < 1"'  
     DO j = 2, jfiltnu  
        write(unit, fmt = *) rlatu(j) / pi * 180., modfrstnu(j), &  
             rlamda(modfrstnu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1  
     end DO  
     close(unit)  
   
     open(unit, file = "modfrstnv.csv", status = "replace", action = "write")  
     write(unit, fmt = *) '"rlatv (degrees north)" modfrstnv ' &  
          // '"rlamda(modfrstnv) * cos(rlatv) < 1"'  
     DO j = 1, jfiltnv  
        write(unit, fmt = *) rlatv(j) / pi * 180., modfrstnv(j), &  
             rlamda(modfrstnv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1  
     end DO  
     close(unit)  
85    
86      open(unit, file = "modfrstsu.csv", status = "replace", action = "write")      call inifilr_hemisph(rlatu(j1 - 1:2:- 1), rlamda, unit, eignfnv, jfiltnu, &
87       write(unit, fmt = *) '"rlatu (degrees north)" modfrstsu ' &           matriceun, matrinvn)
88           // '"rlamda(modfrstsu) * cos(rlatu) < 1"'      jfiltnu = j1 - jfiltnu
89     DO j = jfiltsu, jjm      matriceun = matriceun(:, :, jfiltnu - 1:1:- 1)
90         write(unit, fmt = *) rlatu(j) / pi * 180., modfrstsu(j), &      matrinvn = matrinvn(:, :, jfiltnu - 1:1:- 1)
91              rlamda(modfrstsu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1  
92      end DO      call inifilr_hemisph(- rlatu(j1:jjm), rlamda, unit, eignfnv, jfiltsu, &
93      close(unit)           matriceus, matrinvs)
94        jfiltsu = j1 - 1 + jfiltsu
95    
96        j1 = ifirstloc(rlatv <= 0.)
97    
98        call inifilr_hemisph(rlatv(j1 - 1:1:- 1), rlamda, unit, eignfnu, jfiltnv, &
99             matricevn)
100        jfiltnv = j1 - jfiltnv
101        matricevn = matricevn(:, :, jfiltnv:1:- 1)
102    
103        call inifilr_hemisph(- rlatv(j1:jjm), rlamda, unit, eignfnu, jfiltsv, &
104             matricevs)
105        jfiltsv = j1 - 1 + jfiltsv
106    
     open(unit, file = "modfrstsv.csv", status = "replace", action = "write")  
     write(unit, fmt = *) '"rlatv (degrees north)" modfrstsv ' &  
          // '"rlamda(modfrstsv) * cos(rlatv) < 1"'  
     DO j = jfiltsv, jjm  
        write(unit, fmt = *) rlatv(j) / pi * 180., modfrstsv(j), &  
             rlamda(modfrstsv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1  
     end DO  
107      close(unit)      close(unit)
108        PRINT *, 'jfiltnu =', jfiltnu
109      allocate(matriceun(iim, iim, 2:jfiltnu), matrinvn(iim, iim, 2:jfiltnu))      PRINT *, 'jfiltsu =', jfiltsu
110      allocate(matricevn(iim, iim, jfiltnv))      PRINT *, 'jfiltnv =', jfiltnv
111      allocate(matricevs(iim, iim, jfiltsv:jjm))      PRINT *, 'jfiltsv =', jfiltsv
     allocate(matriceus(iim, iim, jfiltsu:jjm), matrinvs(iim, iim, jfiltsu:jjm))  
   
     ! Calcul de matriceu et matrinv  
   
     DO j = 2, jfiltnu  
        if (rlamda(modfrstnu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1.) then  
           DO i = modfrstnu(j), iim  
              coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatu(j)) - 1.  
           end DO  
   
           eignft(:modfrstnu(j) - 1, :) = 0.  
   
           forall (i = modfrstnu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coefil(i)  
           matriceun(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
   
           forall (i = modfrstnu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) &  
                * coefil(i) / (1. + coefil(i))  
           matrinvn(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
        else  
           matriceun(:, :, j) = 0.  
           matrinvn(:, :, j) = 0.  
        end if  
     END DO  
   
     DO j = jfiltsu, jjm  
        if (rlamda(modfrstsu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1.) then  
           DO i = modfrstsu(j), iim  
              coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatu(j)) - 1.  
           end DO  
   
           eignft(:modfrstsu(j) - 1, :) = 0.  
   
           forall (i = modfrstsu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coefil(i)  
           matriceus(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
   
           forall (i = modfrstsu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) &  
                * coefil(i) / (1. + coefil(i))  
           matrinvs(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
        else  
           matriceus(:, :, j) = 0.  
           matrinvs(:, :, j) = 0.  
        end if  
     END DO  
   
     ! Calcul de matricev  
   
     DO j = 1, jfiltnv  
        if (rlamda(modfrstnv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1.) then  
           DO i = modfrstnv(j), iim  
              coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatv(j)) - 1.  
           end DO  
   
           eignft(:modfrstnv(j) - 1, :) = 0.  
           forall (i = modfrstnv(j):iim) eignft(i, :) = eignfnu(:, i) * coefil(i)  
           matricevn(:, :, j) = matmul(eignfnu, eignft)  
        else  
           matricevn(:, :, j) = 0.  
        end if  
     END DO  
   
     DO j = jfiltsv, jjm  
        if (rlamda(modfrstsv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1.) then  
           DO i = modfrstsv(j), iim  
              coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatv(j)) - 1.  
           end DO  
   
           eignft(:modfrstsv(j) - 1, :) = 0.  
           forall (i = modfrstsv(j):iim) eignft(i, :) = eignfnu(:, i) * coefil(i)  
           matricevs(:, :, j) = matmul(eignfnu, eignft)  
        else  
           matricevs(:, :, j) = 0.  
        end if  
     END DO  
112    
113    END SUBROUTINE inifilr    END SUBROUTINE inifilr
114    
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