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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 37 by guez, Tue Dec 21 15:45:48 2010 UTC trunk/dyn3d/guide.f revision 108 by guez, Tue Sep 16 14:00:41 2014 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  
8    REAL aire_min, aire_max    REAL aire_min, aire_max
9    
   
   LOGICAL guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, guide_p  
   LOGICAL ncep, ini_anal  
   INTEGER online  
   
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 dimens_m, ONLY : jjm, llm      USE comconst, ONLY: cpp, daysec, dtvr, kappa
17      USE paramet_m, ONLY : iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE comgeom, ONLY: aire, rlatu, rlonv
18      USE comconst, ONLY : cpp, daysec, dtvr, kappa, pi      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iperiod
19      USE comvert, ONLY : ap, bp, preff, presnivs      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &
20      USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod           ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &
21      USE comgeom, ONLY : aire, rlatu, rlonv           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, online
22      USE serre, ONLY : clat, clon      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
23      USE q_sat_m, ONLY : q_sat      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs
24      USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
25      USE inigrads_m, ONLY : inigrads      use netcdf, only: nf90_nowrite
26      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close      use netcdf95, only: nf95_close, nf95_inq_dimid, nf95_inquire_dimension, &
27      use tau2alpha_m, only: tau2alpha           nf95_open
28        use nr_util, only: pi
29      INCLUDE 'netcdf.inc'      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
30        USE q_sat_m, ONLY: q_sat
31      !   variables dynamiques      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
32      REAL vcov(ip1jm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants      USE serre, ONLY: clat, clon
33      REAL, intent(inout):: teta(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys
34      REAL q(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle      use writefield_m, only: writefield
35      REAL ps(ip1jmp1) ! pression  au sol  
36      REAL masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air      INTEGER, INTENT(IN):: itau
37        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
38      !   common passe pour des sorties      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
39      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)  
40      COMMON /comdxdy/dxdys, dxdyu, dxdyv      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
41        ! température potentielle
42      !   variables dynamiques pour les reanalyses.  
43      REAL ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
44      REAL tetarea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
45      REAL qrea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
46      REAL psrea1(ip1jmp1) ! ps      ! Local:
47      REAL ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
48      REAL tetarea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales      ! variables dynamiques pour les réanalyses
49      REAL qrea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot  reales  
50      REAL masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
51      REAL psrea2(ip1jmp1) ! ps      ! vents covariants reanalyses
52    
53      REAL alpha_q(ip1jmp1)      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54      REAL alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55      REAL alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)  
56      REAL dday_step, toto, reste, itau_test      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
57      INTEGER step_rea, count_no_rea      ! vents covariants reanalyses
58    
59        REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
60        REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
61        REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
62    
63        ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape
64        ! alpha=1 signifie pas d'injection
65        ! 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        INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
71    
72      INTEGER ilon, ilat      INTEGER ilon, ilat
73      REAL factt, ztau(ip1jmp1)      REAL factt ! pas de temps entre deux appels au guidage, en fraction de jour
74        real ztau(iim + 1, jjm + 1)
75    
     INTEGER, INTENT (IN) :: itau  
76      INTEGER ij, l      INTEGER ij, l
77      INTEGER ncidpl, varidpl, nlev, status      INTEGER ncid, dimid
78      INTEGER rcod, rid      REAL tau
79      REAL ditau, tau, a      INTEGER, SAVE:: nlev
80      SAVE nlev  
81        ! TEST SUR QSAT
82      !  TEST SUR QSAT      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
83      REAL p(ip1jmp1, llmp1), pk(ip1jmp1, llm), pks(ip1jmp1)      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
84      REAL pkf(ip1jmp1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, 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./  
85    
86      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
87    
88      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      !!PRINT *, 'Call sequence information: guide'
   
     ! calcul de l'humidite saturante  
89    
90      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      first_call: IF (itau == 0) THEN
     CALL massdair(p, masse)  
     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  
   
     IF (first) THEN  
   
        PRINT *, 'initialisation du guide '  
91         CALL conf_guide         CALL conf_guide
        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 ')  
92    
93         PRINT *, &         IF (online) THEN
94              '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'            ! Constantes de temps de rappel en jour
95    
96         IF (online==-1) RETURN            ! coordonnees du centre du zoom
        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  
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 = nf_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
132         ELSE         ELSE
133            status = nf_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
134         END IF         END IF
135         status = nf_inq_dimlen(ncidpl, rid, 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  
   
     IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'  
177    
178      ditau = real(itau)      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
     dday_step = real(day_step)  
179    
180        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
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
200      END IF      END IF
201    
     !  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)  
     END IF  
   
   
     !  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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