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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 109 by guez, Wed Sep 17 10:08:00 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             nf95_open
28        use nr_util, only: pi
29        USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
30        USE q_sat_m, ONLY: q_sat
31        use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
32        USE serre, ONLY: clat, clon
33      use tau2alpha_m, only: tau2alpha      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
34        use writefield_m, only: writefield
35    
36      INCLUDE 'netcdf.inc'      INTEGER, INTENT(IN):: itau
37        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
38        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
39    
40      !   variables dynamiques      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
41      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  
   
     !   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  
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, 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./  
47    
48      !-----------------------------------------------------------------------      ! variables dynamiques pour les réanalyses
49    
50      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
51        ! vents covariants reanalyses
52    
53      ! calcul de l'humidite saturante      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      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)
57      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  
58    
59      IF (first) THEN      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         PRINT *, 'initialisation du guide '      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape
64         CALL conf_guide      ! alpha=1 signifie pas d'injection
65         PRINT *, 'apres conf_guide'      ! 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         file = 'guide'      INTEGER ilon, ilat
73         CALL inigrads(igrads, rlonv, 180./pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &      REAL factt ! pas de temps entre deux appels au guidage, en fraction de jour
74              180./pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
75        INTEGER ij, l
76        INTEGER ncid, dimid
77        REAL tau
78        INTEGER, SAVE:: nlev
79    
80        ! TEST SUR QSAT
81        REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
82        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
83        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
84    
85        !-----------------------------------------------------------------------
86    
87         PRINT *, &      !!PRINT *, 'Call sequence information: guide'
             '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'  
88    
89         IF (online==-1) RETURN      first_call: IF (itau == 0) THEN
90         IF (online==1) THEN         CALL conf_guide
91    
92            !  Constantes de temps de rappel en jour         IF (online) THEN
93            !  0.1 c'est en gros 2h30.            ! Constantes de temps de rappel en jour
           !  1e10  est une constante infinie donc en gros pas de guidage  
94    
95            !   coordonnees du centre du zoom            ! coordonnees du centre du zoom
96            CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)            CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)
97            !   aire de la maille au centre du zoom            ! aire de la maille au centre du zoom
98            aire_min = aire(ilon+(ilat-1)*iip1)            aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)
99            !   aire maximale de la maille            ! aire maximale de la maille
100            aire_max = 0.            aire_max = 0.
101            DO ij = 1, ip1jmp1            DO ij = 1, ip1jmp1
102               aire_max = max(aire_max, aire(ij))               aire_max = max(aire_max, aire(ij))
103            END DO            END DO
           !  factt = pas de temps en fraction de jour  
           factt = dtvr*iperiod/daysec  
104    
105            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   ')  
106    
107            !   Cas ou on force exactement par les variables analysees            CALL tau2alpha(3, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
108              CALL tau2alpha(2, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
109              CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
110              CALL tau2alpha(1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
111         ELSE         ELSE
112              ! Cas où on force exactement par les variables analysées
113            alpha_t = 0.            alpha_t = 0.
114            alpha_u = 0.            alpha_u = 0.
115            alpha_v = 0.            alpha_v = 0.
116            alpha_p = 0.            alpha_q = 0.
           !           physic=.false.  
117         END IF         END IF
118    
        itau_test = 1001  
119         step_rea = 1         step_rea = 1
120         count_no_rea = 0         count_no_rea = 0
121         ncidpl = -99         ncid = -99
122    
        !    itau_test    montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
123         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux
124         if (guide_u) then         if (guide_u) call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncid)
125            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)         if (guide_v) call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncid)
126         endif         if (guide_T) call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncid)
127           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  
128    
129         IF (ncep) THEN         IF (ncep) THEN
130            status = nf_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
131         ELSE         ELSE
132            status = nf_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
133         END IF         END IF
134         status = nf_inq_dimlen(ncidpl, rid, nlev)         call nf95_inquire_dimension(ncid, dimid, nclen=nlev)
135         PRINT *, 'nlev', nlev         PRINT *, 'nlev', nlev
136         rcod = nf90_close(ncidpl)         call nf95_close(ncid)
137         !   Lecture du premier etat des reanalyses.         ! Lecture du premier etat des reanalyses.
138         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
139              masserea2, psrea2, 1, nlev)              masserea2, nlev)
140         qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
141    
142           CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
143         !   Debut de l'integration temporelle:         CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
144      END IF ! first      END IF first_call
145    
146      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
147    
148      ditau = real(itau)      ! Nudging fields are given 4 times per day:
149      dday_step = real(day_step)      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
150      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'         vcovrea1 = vcovrea2
151      WRITE (*, *) ditau, dday_step         ucovrea1 = ucovrea2
152      toto = 4*ditau/dday_step         tetarea1 = tetarea2
153      reste = toto - aint(toto)         qrea1 = qrea2
154    
155      IF (reste==0.) THEN         PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &
156         IF (itau_test==itau) THEN              count_no_rea, ' non lectures'
157            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau         step_rea = step_rea + 1
158            STOP         CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
159         ELSE              masserea2, nlev)
160            vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
161            ucovrea1(:, :) = ucovrea2(:, :)         factt = dtvr * iperiod / daysec
162            tetarea1(:, :) = tetarea2(:, :)         CALL writefield("ucov", ucov)
163            qrea1(:, :) = qrea2(:, :)         CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
164           CALL writefield("teta", teta)
165            PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &         CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
166                 count_no_rea, ' non lectures'         CALL writefield("qrea2", qrea2)
167            step_rea = step_rea + 1         CALL writefield("q", q)
           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  
168      ELSE      ELSE
169         count_no_rea = count_no_rea + 1         count_no_rea = count_no_rea + 1
170      END IF      END IF
171    
172      !   Guidage      ! Guidage
     !    x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
   
     IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'  
173    
174      ditau = real(itau)      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
     dday_step = real(day_step)  
175    
176        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
177    
     tau = 4*ditau/dday_step  
     tau = tau - aint(tau)  
   
     !  ucov  
178      IF (guide_u) THEN      IF (guide_u) THEN
179         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
180            DO ij = 1, ip1jmp1            ucov = ucovrea1
181               a = (1.-tau)*ucovrea1(ij, l) + tau*ucovrea2(ij, l)         else
182               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) &
183               IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a                 + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
184            END DO                 + tau * ucovrea2(:, :, l))
185         END DO         end IF
186      END IF      END IF
187    
188      IF (guide_t) THEN      IF (guide_t) THEN
189         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
190            DO ij = 1, ip1jmp1            teta = tetarea1
191               a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)         else
192               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) &
193               IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a                 + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
194            END DO                 + tau * tetarea2(:, :, l))
195         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)  
196      END IF      END IF
197    
   
     !  q  
198      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
199         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
200            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
201               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
202               !   hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
203               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
204               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
205               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
206            END DO            q = qsat * qrea1 * 0.01
207         END DO         else
208              forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
209                   + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
210                   + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
211           end IF
212      END IF      END IF
213    
     ! vcov  
214      IF (guide_v) THEN      IF (guide_v) THEN
215         DO l = 1, llm         IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
216            DO ij = 1, ip1jm            vcov = vcovrea1
217               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         else
218               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) &
219               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a                 + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
220            END DO                 + tau * vcovrea2(:, :, l))
221            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         end IF
        END DO  
222      END IF      END IF
223    
     first = .FALSE.  
   
224    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
225    
226  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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