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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 39 by guez, Tue Jan 25 15:11:05 2011 UTC trunk/Sources/dyn3d/Guide/guide.f revision 178 by guez, Fri Mar 11 18:47:26 2016 UTC
# Line 5  MODULE guide_m Line 5  MODULE guide_m
5    
6    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
7    
   REAL tau_min_u, tau_max_u  
   REAL tau_min_v, tau_max_v  
   REAL tau_min_t, tau_max_t  
   REAL tau_min_q, tau_max_q  
   REAL tau_min_p, tau_max_p  
   REAL aire_min, aire_max  
   
   
   LOGICAL guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, guide_p  
   LOGICAL ncep, ini_anal  
   INTEGER online  
   
8  CONTAINS  CONTAINS
9    
10    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, ps)
11    
12      ! Author: F.Hourdin      ! Author: F.Hourdin
13    
14      USE comconst, ONLY : cpp, daysec, dtvr, kappa      USE comconst, ONLY: cpp, kappa
15      USE comvert, ONLY : ap, bp, preff, presnivs      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
16      USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ini_anal, &
17      USE comgeom, ONLY : aire, rlatu, rlonv           tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, tau_min_t, tau_max_t, &
18      USE dimens_m, ONLY : jjm, llm           tau_min_q, tau_max_q, online, factt
19      USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
20      USE inigrads_m, ONLY : inigrads      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
21      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close      use dynetat0_m, only: grossismx, grossismy, rlatu, rlatv
22      use nr_util, only: pi      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
23      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      use init_tau2alpha_m, only: init_tau2alpha
24      USE q_sat_m, ONLY : q_sat      USE paramet_m, ONLY: iip1, jjp1, llmp1
25      USE serre, ONLY : clat, clon      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
26        use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
27      use tau2alpha_m, only: tau2alpha      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
28        use writefield_m, only: writefield
29    
30      INCLUDE 'netcdf.inc'      INTEGER, INTENT(IN):: itau
31        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
32        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
33    
34      !   variables dynamiques      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
35      REAL vcov(ip1jm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants      ! température potentielle
     REAL, intent(inout):: teta(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
     REAL q(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
     REAL ps(ip1jmp1) ! pression  au sol  
     REAL masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
36    
37      !   common passe pour des sorties      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
38      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
     COMMON /comdxdy/dxdys, dxdyu, dxdyv  
39    
40      !   variables dynamiques pour les reanalyses.      ! Local:
     REAL ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL tetarea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL qrea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL psrea1(ip1jmp1) ! ps  
     REAL ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL tetarea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL qrea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
     REAL masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
     REAL psrea2(ip1jmp1) ! ps  
   
     REAL alpha_q(ip1jmp1)  
     REAL alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)  
     REAL alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)  
     REAL dday_step, toto, reste, itau_test  
     INTEGER step_rea, count_no_rea  
   
     INTEGER ilon, ilat  
     REAL factt, ztau(ip1jmp1)  
   
     INTEGER, INTENT (IN) :: itau  
     INTEGER ij, l  
     INTEGER ncidpl, varidpl, nlev, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     SAVE nlev  
   
     !  TEST SUR QSAT  
     REAL p(ip1jmp1, llmp1), pk(ip1jmp1, llm), pks(ip1jmp1)  
     REAL pkf(ip1jmp1, llm)  
     REAL pres(ip1jmp1, llm)  
   
     REAL qsat(ip1jmp1, llm)  
     REAL unskap  
     REAL tnat(ip1jmp1, llm)  
   
     LOGICAL:: first = .TRUE.  
   
     SAVE ucovrea1, vcovrea1, tetarea1, psrea1, qrea1  
     SAVE ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, masserea2, psrea2, qrea2  
   
     SAVE alpha_t, alpha_q, alpha_u, alpha_v, alpha_p, itau_test  
     SAVE step_rea, count_no_rea  
   
     CHARACTER (10) file  
     INTEGER igrads  
     REAL dtgrads  
     SAVE igrads, dtgrads  
     DATA igrads, dtgrads/2, 100./  
41    
42      !-----------------------------------------------------------------------      ! variables dynamiques pour les réanalyses
43    
44      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
45        ! vents covariants reanalyses
46    
47      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
48        REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
49    
50      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
51      CALL massdair(p, masse)      ! vents covariants reanalyses
     PRINT *, 'OK1'  
     CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk, pkf)  
     PRINT *, 'OK2'  
     tnat(:, :) = pk(:, :)*teta(:, :)/cpp  
     PRINT *, 'OK3'  
     unskap = 1./kappa  
     pres(:, :) = preff*(pk(:, :)/cpp)**unskap  
     PRINT *, 'OK4'  
     qsat = q_sat(tnat, pres)  
   
     !   initialisations pour la lecture des reanalyses.  
     !    alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape  
     !    alpha=1 signifie pas d'injection  
     !    alpha=0 signifie injection totale  
   
     PRINT *, 'ONLINE=', online  
     IF (online==-1) THEN  
        RETURN  
     END IF  
52    
53      IF (first) THEN      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54        REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55    
56         PRINT *, 'initialisation du guide '      ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
57         CALL conf_guide      ! alpha=0 signifie pas d'injection
58         PRINT *, 'apres conf_guide'      ! alpha=1 signifie injection totale
59        REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
60         file = 'guide'      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
61         CALL inigrads(igrads, rlonv, 180./pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
             180./pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
   
        PRINT *, &  
             '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'  
   
        IF (online==-1) RETURN  
        IF (online==1) THEN  
   
           !  Constantes de temps de rappel en jour  
           !  0.1 c'est en gros 2h30.  
           !  1e10  est une constante infinie donc en gros pas de guidage  
   
           !   coordonnees du centre du zoom  
           CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)  
           !   aire de la maille au centre du zoom  
           aire_min = aire(ilon+(ilat-1)*iip1)  
           !   aire maximale de la maille  
           aire_max = 0.  
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              aire_max = max(aire_max, aire(ij))  
           END DO  
           !  factt = pas de temps en fraction de jour  
           factt = dtvr*iperiod/daysec  
   
           CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)  
           CALL tau2alpha(2, iip1, jjp1, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)  
           CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)  
           CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_p, tau_max_p, alpha_p)  
           CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)  
   
           CALL dump2d(iip1, jjp1, aire, 'AIRE MAILLe ')  
           CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_u, 'COEFF U   ')  
           CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_t, 'COEFF T   ')  
62    
63            !   Cas ou on force exactement par les variables analysees      INTEGER l
64         ELSE      REAL tau
           alpha_t = 0.  
           alpha_u = 0.  
           alpha_v = 0.  
           alpha_p = 0.  
           !           physic=.false.  
        END IF  
65    
66         itau_test = 1001      ! TEST SUR QSAT
67         step_rea = 1      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
68         count_no_rea = 0      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
69         ncidpl = -99      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
70    
71         !    itau_test    montre si l'importation a deja ete faite au rang itau      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
        ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux  
        if (guide_u) then  
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)  
        endif  
72    
73         if (guide_v) then      !-----------------------------------------------------------------------
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
        endif  
   
        if (guide_T) then  
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
        endif  
   
        if (guide_Q) then  
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)  
        endif  
74    
75         IF (ncep) THEN      IF (itau == 0) THEN
76            status = nf_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)         IF (online) THEN
77              IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
78                 ! grille regulière
79                 if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
80                 if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
81                 if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
82                 if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
83              else
84                 call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
85    
86                 if (guide_u) then
87                    CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
88                    CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
89                 end if
90    
91                 if (guide_v) then
92                    CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
93                    CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
94                 end if
95    
96                 if (guide_t) then
97                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
98                    CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
99                 end if
100    
101                 if (guide_q)  then
102                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
103                    CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
104                 end if
105              end IF
106         ELSE         ELSE
107            status = nf_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
108              if (guide_u) alpha_u = 1.
109              if (guide_v) alpha_v = 1.
110              if (guide_t) alpha_t = 1.
111              if (guide_q) alpha_q = 1.
112         END IF         END IF
        status = nf_inq_dimlen(ncidpl, rid, nlev)  
        PRINT *, 'nlev', nlev  
        rcod = nf90_close(ncidpl)  
        !   Lecture du premier etat des reanalyses.  
        CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &  
             masserea2, psrea2, 1, nlev)  
        qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)  
   
   
        !   Debut de l'integration temporelle:  
     END IF ! first  
   
     ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:  
   
     ditau = real(itau)  
     dday_step = real(day_step)  
     WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'  
     WRITE (*, *) ditau, dday_step  
     toto = 4*ditau/dday_step  
     reste = toto - aint(toto)  
   
     IF (reste==0.) THEN  
        IF (itau_test==itau) THEN  
           WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau  
           STOP  
        ELSE  
           vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)  
           ucovrea1(:, :) = ucovrea2(:, :)  
           tetarea1(:, :) = tetarea2(:, :)  
           qrea1(:, :) = qrea2(:, :)  
   
           PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &  
                count_no_rea, ' non lectures'  
           step_rea = step_rea + 1  
           itau_test = itau  
           CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, &  
                qrea2, masserea2, psrea2, 1, nlev)  
           qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)  
           factt = dtvr*iperiod/daysec  
           ztau(:) = factt/max(alpha_t(:), 1.E-10)  
           CALL wrgrads(igrads, 1, aire, 'aire      ', 'aire      ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, dxdys, 'dxdy      ', 'dxdy      ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_u, 'au        ', 'au        ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_t, 'at        ', 'at        ')  
           CALL wrgrads(igrads, 1, ztau, 'taut      ', 'taut      ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, ucov, 'u         ', 'u         ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, ucovrea2, 'ua        ', 'ua        ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, teta, 'T         ', 'T         ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, tetarea2, 'Ta        ', 'Ta        ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, qrea2, 'Qa        ', 'Qa        ')  
           CALL wrgrads(igrads, llm, q, 'Q         ', 'Q         ')  
113    
114            CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT      ', 'QSAT      ')         ! Lecture du premier état des réanalyses :
115           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
116           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
117    
118           if (ini_anal) then
119              IF (guide_u) ucov = ucovrea2
120              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
121              IF (guide_t) teta = tetarea2
122    
123              IF (guide_q) then
124                 ! Calcul de l'humidité saturante :
125                 forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
126                 CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
127                 q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
128                      * qrea2 * 0.01
129              end IF
130           end if
131        END IF
132    
133        ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
134    
135        ! Nudging fields are given 4 times per day:
136        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
137           vcovrea1 = vcovrea2
138           ucovrea1 = ucovrea2
139           tetarea1 = tetarea2
140           qrea1 = qrea2
141    
142         END IF         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
143      ELSE         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
        count_no_rea = count_no_rea + 1  
     END IF  
144    
145      !   Guidage         if (guide_u) then
146      !    x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses            CALL writefield("ucov", ucov)
147              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
148           end if
149    
150      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'         if (guide_t) then
151              CALL writefield("teta", teta)
152              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
153           end if
154    
155      ditau = real(itau)         if (guide_q) then
156      dday_step = real(day_step)            CALL writefield("qrea2", qrea2)
157              CALL writefield("q", q)
158           end if
159        END IF
160    
161        ! Guidage
162    
163      tau = 4*ditau/dday_step      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
     tau = tau - aint(tau)  
   
     !  ucov  
     IF (guide_u) THEN  
        DO l = 1, llm  
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              a = (1.-tau)*ucovrea1(ij, l) + tau*ucovrea2(ij, l)  
              ucov(ij, l) = (1.-alpha_u(ij))*ucov(ij, l) + alpha_u(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
164    
165      IF (guide_t) THEN      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
        DO l = 1, llm  
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)  
              teta(ij, l) = (1.-alpha_t(ij))*teta(ij, l) + alpha_t(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
166    
167      !  P      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
168      IF (guide_p) THEN           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
169         DO ij = 1, ip1jmp1           * ucovrea2(:, :, l))
           a = (1.-tau)*psrea1(ij) + tau*psrea2(ij)  
           ps(ij) = (1.-alpha_p(ij))*ps(ij) + alpha_p(ij)*a  
           IF (first .AND. ini_anal) ps(ij) = a  
        END DO  
        forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps  
        CALL massdair(p, masse)  
     END IF  
170    
171        IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
172             * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
173             * vcovrea2(:, :, l))
174    
175      !  q      IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
176      IF (guide_q) THEN           * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
177         DO l = 1, llm           * tetarea2(:, :, l))
           DO ij = 1, ip1jmp1  
              a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)  
              !   hum relative en % -> hum specif  
              a = qsat(ij, l)*a*0.01  
              q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
178    
179      ! vcov      IF (guide_q) THEN
180      IF (guide_v) THEN         ! Calcul de l'humidité saturante :
181         DO l = 1, llm         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
182            DO ij = 1, ip1jm         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
183               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
184               vcov(ij, l) = (1.-alpha_v(ij))*vcov(ij, l) + alpha_v(ij)*a  
185               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
186            END DO         forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
187            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a              + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
188         END DO              + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
189      END IF      END IF
190    
     first = .FALSE.  
   
191    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
192    
193  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m

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