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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 37 by guez, Tue Dec 21 15:45:48 2010 UTC trunk/dyn3d/Guide/guide.f90 revision 328 by guez, Thu Jun 13 14:40:06 2019 UTC
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1  MODULE guide_m  MODULE guide_m
2    
3    ! From dyn3d/guide.F, version 1.3 2005/05/25 13:10:09    ! From dyn3d/guide.F, version 1.3, 2005/05/25 13:10:09
4    ! and dyn3d/guide.h, version 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:06    ! and dyn3d/guide.h, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:06
5    
6    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
7    
8    REAL tau_min_u, tau_max_u  CONTAINS
   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  
9    
10      SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, ps)
11    
12    LOGICAL guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, guide_p      ! Author: F. Hourdin
   LOGICAL ncep, ini_anal  
   INTEGER online  
13    
14  CONTAINS      USE comconst, ONLY: cpp, kappa
15        USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
16        use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ini_anal, &
17             alpha_u, alpha_v, alpha_t, alpha_q
18        USE dimensions, ONLY: iim, jjm, llm
19        USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
20        USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
21        USE q_sat_m, ONLY: q_sat
22        use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
23        use writefield_m, only: writefield
24    
25    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)      INTEGER, INTENT(IN):: itau
26        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
27        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
28    
29      ! Author: F.Hourdin      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
30        ! température potentielle
31    
32      USE dimens_m, ONLY : jjm, llm      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
33      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
     USE comconst, ONLY : cpp, daysec, dtvr, kappa, pi  
     USE comvert, ONLY : ap, bp, preff, presnivs  
     USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod  
     USE comgeom, ONLY : aire, rlatu, rlonv  
     USE serre, ONLY : clat, clon  
     USE q_sat_m, ONLY : q_sat  
     USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb  
     USE inigrads_m, ONLY : inigrads  
     use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close  
     use tau2alpha_m, only: tau2alpha  
   
     INCLUDE 'netcdf.inc'  
   
     !   variables dynamiques  
     REAL vcov(ip1jm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants  
     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  
   
     !   common passe pour des sorties  
     REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)  
     COMMON /comdxdy/dxdys, dxdyu, dxdyv  
   
     !   variables dynamiques pour les reanalyses.  
     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./  
34    
35      !-----------------------------------------------------------------------      ! Local:
36    
37      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      ! Variables dynamiques pour les réanalyses
38    
39      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
40        ! vents covariants r\'eanalyses
41    
42      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm)
43      CALL massdair(p, masse)      ! potential temperture from reanalysis
     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  
44    
45      IF (first) THEN      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm)
46    
47         PRINT *, 'initialisation du guide '      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
48         CALL conf_guide      ! vents covariants reanalyses
        PRINT *, 'apres conf_guide'  
   
        file = 'guide'  
        CALL inigrads(igrads, rlonv, 180./pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &  
             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   ')  
   
           !   Cas ou on force exactement par les variables analysees  
        ELSE  
           alpha_t = 0.  
           alpha_u = 0.  
           alpha_v = 0.  
           alpha_p = 0.  
           !           physic=.false.  
        END IF  
   
        itau_test = 1001  
        step_rea = 1  
        count_no_rea = 0  
        ncidpl = -99  
49    
50         !    itau_test    montre si l'importation a deja ete faite au rang itau      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm)
51         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux      ! potential temperture from reanalysis
        if (guide_u) then  
           if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)  
        endif  
52    
53         if (guide_v) then      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm)
           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  
   
        IF (ncep) THEN  
           status = nf_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)  
        ELSE  
           status = nf_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)  
        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         ')  
   
           CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT      ', 'QSAT      ')  
   
        END IF  
     ELSE  
        count_no_rea = count_no_rea + 1  
     END IF  
54    
55      !   Guidage      INTEGER l
56      !    x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses      REAL tau
57    
58      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      ! TEST SUR QSAT
59        REAL p(iim + 1, jjm + 1, llm + 1)
60        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
61        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
62    
63      ditau = real(itau)      !-----------------------------------------------------------------------
     dday_step = real(day_step)  
64    
65        IF (itau == 0) THEN
66           ! Lecture du premier état des réanalyses :
67           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
68           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
69    
70           if (ini_anal) then
71              IF (guide_u) ucov = ucovrea2
72              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
73              IF (guide_t) teta = tetarea2
74    
75              IF (guide_q) then
76                 ! Calcul de l'humidité saturante :
77                 forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
78                 CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
79                 q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
80                      * qrea2 * 0.01
81              end IF
82           end if
83        END IF
84    
85        ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
86    
87        ! Nudging fields are given 4 times per day:
88        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
89           vcovrea1 = vcovrea2
90           ucovrea1 = ucovrea2
91           tetarea1 = tetarea2
92           qrea1 = qrea2
93    
94      tau = 4*ditau/dday_step         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
95      tau = tau - aint(tau)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
   
     !  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  
96    
97      IF (guide_t) THEN         if (guide_u) then
98         DO l = 1, llm            CALL writefield("ucov", ucov)
99            DO ij = 1, ip1jmp1            CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
100               a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)         end if
              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  
101    
102      !  P         if (guide_t) then
103      IF (guide_p) THEN            CALL writefield("teta", teta)
104         DO ij = 1, ip1jmp1            CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
105            a = (1.-tau)*psrea1(ij) + tau*psrea2(ij)         end if
106            ps(ij) = (1.-alpha_p(ij))*ps(ij) + alpha_p(ij)*a  
107            IF (first .AND. ini_anal) ps(ij) = a         if (guide_q) then
108         END DO            CALL writefield("qrea2", qrea2)
109         forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps            CALL writefield("q", q)
110         CALL massdair(p, masse)         end if
111      END IF      END IF
112    
113        ! Guidage
114    
115      !  q      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
     IF (guide_q) THEN  
        DO l = 1, llm  
           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  
116    
117      ! vcov      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
118      IF (guide_v) THEN  
119         DO l = 1, llm      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
120            DO ij = 1, ip1jm           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
121               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)           * ucovrea2(:, :, l))
              vcov(ij, l) = (1.-alpha_v(ij))*vcov(ij, l) + alpha_v(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
           END DO  
           IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
        END DO  
     END IF  
122    
123      first = .FALSE.      IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
124             * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
125             * vcovrea2(:, :, l))
126    
127        IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
128             * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
129             * tetarea2(:, :, l))
130    
131        IF (guide_q) THEN
132           ! Calcul de l'humidité saturante :
133           forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
134           CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
135           qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
136    
137           ! humidité relative en % -> humidité spécifique
138           forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
139                + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
140                + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
141        END IF
142    
143    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
144    
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