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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 67 by guez, Tue Oct 2 15:50:56 2012 UTC trunk/dyn3d/guide.f revision 108 by guez, Tue Sep 16 14:00:41 2014 UTC
# Line 9  MODULE guide_m Line 9  MODULE guide_m
9    
10  CONTAINS  CONTAINS
11    
12    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, ps)
13    
14      ! Author: F.Hourdin      ! Author: F.Hourdin
15    
16      USE comconst, ONLY : cpp, daysec, dtvr, kappa      USE comconst, ONLY: cpp, daysec, dtvr, kappa
17      USE comgeom, ONLY : aire, rlatu, rlonv      USE comgeom, ONLY: aire, rlatu, rlonv
18      USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iperiod
19      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &
20           guide_p, ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &           ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &
21           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, online
22           online      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
23      USE dimens_m, ONLY : jjm, llm      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs
24      USE disvert_m, ONLY : ap, bp, preff, presnivs      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
25      USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb      use netcdf, only: nf90_nowrite
26      USE inigrads_m, ONLY : inigrads      use netcdf95, only: nf95_close, nf95_inq_dimid, nf95_inquire_dimension, &
27      use massdair_m, only: massdair           nf95_open
     use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &  
          nf90_inquire_dimension  
28      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
29      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
30      USE q_sat_m, ONLY : q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
31      USE serre, ONLY : clat, clon      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
32        USE serre, ONLY: clat, clon
33      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys
34        use writefield_m, only: writefield
35    
36      ! variables dynamiques      INTEGER, INTENT(IN):: itau
37      REAL vcov(ip1jm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
38      REAL, intent(inout):: teta(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
     REAL q(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
     REAL ps(ip1jmp1) ! pression au sol  
     REAL masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
   
     ! variables dynamiques pour les reanalyses.  
     REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: psrea1(ip1jmp1) ! ps  
     REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
     REAL, save:: psrea2(ip1jmp1) ! ps  
39    
40      REAL, save:: alpha_q(ip1jmp1)      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
41      REAL, save:: alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)      ! température potentielle
     REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)  
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
42    
43      INTEGER ilon, ilat      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
44      REAL factt, ztau(ip1jmp1)      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
45    
46      INTEGER, INTENT(IN):: itau      ! Local:
     INTEGER ij, l  
     INTEGER ncidpl, varidpl, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
47    
48      ! TEST SUR QSAT      ! variables dynamiques pour les réanalyses
     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.  
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
49    
50      !-----------------------------------------------------------------------      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
51        ! vents covariants reanalyses
52    
53      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54        REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55    
56      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
57        ! vents covariants reanalyses
58    
59      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
60      CALL massdair(p, masse)      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
61      CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk, pkf)      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
     tnat(:, :) = pk(:, :)*teta(:, :)/cpp  
     unskap = 1./kappa  
     pres(:, :) = preff*(pk(:, :)/cpp)**unskap  
     qsat = q_sat(tnat, pres)  
62    
     ! initialisations pour la lecture des reanalyses.  
63      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape
64      ! alpha=1 signifie pas d'injection      ! alpha=1 signifie pas d'injection
65      ! alpha=0 signifie injection totale      ! alpha=0 signifie injection totale
66        REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
67        REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
68        REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
69    
70      IF (online==-1) THEN      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
71         RETURN  
72      END IF      INTEGER ilon, ilat
73        REAL factt ! pas de temps entre deux appels au guidage, en fraction de jour
74        real ztau(iim + 1, jjm + 1)
75    
76        INTEGER ij, l
77        INTEGER ncid, dimid
78        REAL tau
79        INTEGER, SAVE:: nlev
80    
81        ! TEST SUR QSAT
82        REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
83        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
84        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
85    
86      IF (first) THEN      !-----------------------------------------------------------------------
87    
88        !!PRINT *, 'Call sequence information: guide'
89    
90        first_call: IF (itau == 0) THEN
91         CALL conf_guide         CALL 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  
92    
93         IF (online==1) THEN         IF (online) THEN
94            ! Constantes de temps de rappel en jour            ! 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  
95    
96            ! coordonnees du centre du zoom            ! coordonnees du centre du zoom
97            CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)            CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)
98            ! aire de la maille au centre du zoom            ! aire de la maille au centre du zoom
99            aire_min = aire(ilon+(ilat-1)*iip1)            aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)
100            ! aire maximale de la maille            ! aire maximale de la maille
101            aire_max = 0.            aire_max = 0.
102            DO ij = 1, ip1jmp1            DO ij = 1, ip1jmp1
103               aire_max = max(aire_max, aire(ij))               aire_max = max(aire_max, aire(ij))
104            END DO            END DO
           ! factt = pas de temps en fraction de jour  
           factt = dtvr*iperiod/daysec  
105    
106            CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)            factt = dtvr * iperiod / daysec
           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 ')  
107    
108            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees            CALL tau2alpha(3, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
109              CALL tau2alpha(2, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
110              CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
111              CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
112         ELSE         ELSE
113              ! Cas où on force exactement par les variables analysées
114            alpha_t = 0.            alpha_t = 0.
115            alpha_u = 0.            alpha_u = 0.
116            alpha_v = 0.            alpha_v = 0.
117            alpha_p = 0.            alpha_q = 0.
           ! physic=.false.  
118         END IF         END IF
119    
        itau_test = 1001  
120         step_rea = 1         step_rea = 1
121         count_no_rea = 0         count_no_rea = 0
122         ncidpl = -99         ncid = -99
123    
        ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
124         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux
125         if (guide_u) then         if (guide_u) call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncid)
126            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)         if (guide_v) call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncid)
127         endif         if (guide_T) call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncid)
128           if (guide_Q) call nf95_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncid)
        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  
129    
130         IF (ncep) THEN         IF (ncep) THEN
131            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
132         ELSE         ELSE
133            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
134         END IF         END IF
135         status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)         call nf95_inquire_dimension(ncid, dimid, nclen=nlev)
136         PRINT *, 'nlev', nlev         PRINT *, 'nlev', nlev
137         rcod = nf90_close(ncidpl)         call nf95_close(ncid)
138         ! Lecture du premier etat des reanalyses.         ! Lecture du premier etat des reanalyses.
139         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
140              masserea2, psrea2, 1, nlev)              masserea2, nlev)
141         qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
142        END IF first_call
        ! Debut de l'integration temporelle:  
     END IF ! first  
143    
144      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
145    
146      ditau = real(itau)      ! Nudging fields are given 4 times per day:
147      dday_step = real(day_step)      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
148      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'         vcovrea1 = vcovrea2
149      WRITE (*, *) ditau, dday_step         ucovrea1 = ucovrea2
150      toto = 4*ditau/dday_step         tetarea1 = tetarea2
151      reste = toto - aint(toto)         qrea1 = qrea2
152    
153      IF (reste==0.) THEN         PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &
154         IF (itau_test==itau) THEN              count_no_rea, ' non lectures'
155            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau         step_rea = step_rea + 1
156            STOP         CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
157         ELSE              masserea2, nlev)
158            vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
159            ucovrea1(:, :) = ucovrea2(:, :)         factt = dtvr * iperiod / daysec
160            tetarea1(:, :) = tetarea2(:, :)         ztau = factt / max(alpha_t, 1E-10)
161            qrea1(:, :) = qrea2(:, :)         CALL writefield("aire", aire)
162           CALL writefield("dxdys", dxdys)
163            PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &         CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
164                 count_no_rea, ' non lectures'         CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
165            step_rea = step_rea + 1         CALL writefield("ztau", ztau)
166            itau_test = itau         CALL writefield("ucov", ucov)
167            CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, &         CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
168                 qrea2, masserea2, psrea2, 1, nlev)         CALL writefield("teta", teta)
169            qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)         CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
170            factt = dtvr*iperiod/daysec         CALL writefield("qrea2", qrea2)
171            ztau(:) = factt/max(alpha_t(:), 1.E-10)         CALL writefield("q", q)
           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  
172      ELSE      ELSE
173         count_no_rea = count_no_rea + 1         count_no_rea = count_no_rea + 1
174      END IF      END IF
175    
176      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
177    
178      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
179    
180      ditau = real(itau)      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     dday_step = real(day_step)  
181    
     tau = 4*ditau/dday_step  
     tau = tau - aint(tau)  
   
     ! ucov  
182      IF (guide_u) THEN      IF (guide_u) THEN
183         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
184            DO ij = 1, ip1jmp1            ucov = ucovrea1
185               a = (1.-tau)*ucovrea1(ij, l) + tau*ucovrea2(ij, l)         else
186               ucov(ij, l) = (1.-alpha_u(ij))*ucov(ij, l) + alpha_u(ij)*a            forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) * ucov(:, :, l) &
187               IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a                 + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
188            END DO                 + tau * ucovrea2(:, :, l))
189         END DO         end IF
190      END IF      END IF
191    
192      IF (guide_t) THEN      IF (guide_t) THEN
193         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
194            DO ij = 1, ip1jmp1            teta = tetarea1
195               a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)         else
196               teta(ij, l) = (1.-alpha_t(ij))*teta(ij, l) + alpha_t(ij)*a            forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) * teta(:, :, l) &
197               IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a                 + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
198            END DO                 + tau * tetarea2(:, :, l))
199         END DO         end IF
     END IF  
   
     ! P  
     IF (guide_p) THEN  
        DO ij = 1, ip1jmp1  
           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)  
200      END IF      END IF
201    
     ! q  
202      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
203         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
204            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
205               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
206               ! hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
207               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
208               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
209               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
210            END DO            q = qsat * qrea1 * 0.01
211         END DO         else
212              forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
213                   + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
214                   + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
215           end IF
216      END IF      END IF
217    
     ! vcov  
218      IF (guide_v) THEN      IF (guide_v) THEN
219         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
220            DO ij = 1, ip1jm            vcov = vcovrea1
221               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         else
222               vcov(ij, l) = (1.-alpha_v(ij))*vcov(ij, l) + alpha_v(ij)*a            forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) * vcov(:, :, l) &
223               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a                 + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
224            END DO                 + tau * vcovrea2(:, :, l))
225            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         end IF
        END DO  
226      END IF      END IF
227    
     first = .FALSE.  
   
228    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
229    
230  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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