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trunk/dyn3d/guide.f revision 91 by guez, Wed Mar 26 17:18:58 2014 UTC trunk/dyn3d/Guide/guide.f revision 115 by guez, Fri Sep 19 17:36:20 2014 UTC
# Line 5  MODULE guide_m Line 5  MODULE guide_m
5    
6    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
7    
   REAL aire_min, aire_max  
   
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 comgeom, ONLY: aire, rlatu, rlonv      USE comgeom, ONLY: rlatu, rlatv
16      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iperiod      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
17      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ncep, &
18           ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &           ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, tau_min_t, &
19           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &           tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, online, factt
          online  
20      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
21      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs
22      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
23      USE inigrads_m, ONLY: inigrads      use init_tau2alpha_m, only: init_tau2alpha
24      use massdair_m, only: massdair      use netcdf, only: nf90_nowrite
25      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &      use netcdf95, only: nf95_close, nf95_inq_dimid, nf95_inquire_dimension, &
26           nf90_inquire_dimension           nf95_open
27      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
28      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
29      USE q_sat_m, ONLY: q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
30      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
31      USE serre, ONLY: clat, clon      use serre, only: grossismx, grossismy
32      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
33        use writefield_m, only: writefield
34    
35      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
36        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
37        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
38    
39        REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
40        ! température potentielle
41    
42      ! variables dynamiques      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL ucov(ip1jmp1, llm), vcov(ip1jm, llm) ! vents covariants  
     REAL, intent(inout):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! température potentielle  
     REAL q(iim + 1, jjm + 1, llm)  
     REAL, intent(out):: masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
43      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
44    
45      ! Local:      ! Local:
46    
47      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! variables dynamiques pour les réanalyses
48      REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
49        REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
50        ! vents covariants reanalyses
51    
52      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
53      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54      REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
55        REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
56        ! vents covariants reanalyses
57    
58      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
59      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
60      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
61    
62        ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape
63        ! alpha=0 signifie pas d'injection
64        ! alpha=1 signifie injection totale
65      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
66      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
67      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
68    
69      INTEGER ilon, ilat      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
     REAL factt, ztau(iim + 1, jjm + 1)  
70    
71      INTEGER ij, i, j, l      INTEGER l
72      INTEGER ncidpl, status      INTEGER ncid, dimid
73      INTEGER rcod, rid      REAL tau
     REAL ditau, tau, a  
74      INTEGER, SAVE:: nlev      INTEGER, SAVE:: nlev
75    
76      ! TEST SUR QSAT      ! TEST SUR QSAT
77      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
78      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
     REAL pres(iim + 1, jjm + 1, llm)  
   
79      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL unskap  
     REAL tnat(iim + 1, jjm + 1, llm)  
80    
81      LOGICAL:: first = .TRUE.      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
82    
83      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
84    
85      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      !!PRINT *, 'Call sequence information: guide'
   
     ! calcul de l'humidite saturante  
   
     forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps  
     CALL massdair(p, masse)  
     CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)  
     tnat = pk * teta / cpp  
     unskap = 1. / kappa  
     pres = preff * (pk / cpp)**unskap  
     qsat = q_sat(tnat, pres)  
86    
87      ! initialisations pour la lecture des reanalyses.      first_call: IF (itau == 0) THEN
88      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape         IF (online) THEN
89      ! alpha=1 signifie pas d'injection            IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
90      ! alpha=0 signifie injection totale               ! grille regulière
91                 if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
92      IF (online /= - 1) THEN               if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
93         IF (first) THEN               if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
94            CALL conf_guide               if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
95            file = 'guide'            else
96            CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &               call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
97                 180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
98            PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'               if (guide_u) then
99                    CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
100            IF (online==1) THEN                  CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
101               ! Constantes de temps de rappel en jour               end if
102               ! 0.1 c'est en gros 2h30.  
103               ! 1e10 est une constante infinie donc en gros pas de guidage               if (guide_v) then
104                    CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
105               ! coordonnees du centre du zoom                  CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
106               CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)               end if
107               ! aire de la maille au centre du zoom  
108               aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)               if (guide_t) then
109               ! aire maximale de la maille                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
110               aire_max = 0.                  CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
111               DO ij = 1, ip1jmp1               end if
112                  aire_max = max(aire_max, aire(ij))  
113               END DO               if (guide_q)  then
114               ! factt = pas de temps en fraction de jour                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
115               factt = dtvr * iperiod / daysec                  CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
116                 end if
117               CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)            end IF
              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  
   
           ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
           ! 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  
   
           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  
   
           IF (ncep) THEN  
              status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)  
           ELSE  
              status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)  
           END IF  
           status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)  
           PRINT *, 'nlev', nlev  
           rcod = nf90_close(ncidpl)  
           ! Lecture du premier etat des reanalyses.  
           CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &  
                masserea2, 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, nlev)  
              qrea2 = max(qrea2, 0.1)  
              factt = dtvr * iperiod / daysec  
              ztau = factt / max(alpha_t, 1E-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  
118         ELSE         ELSE
119            count_no_rea = count_no_rea + 1            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
120              if (guide_u) alpha_u = 1.
121              if (guide_v) alpha_v = 1.
122              if (guide_t) alpha_t = 1.
123              if (guide_q) alpha_q = 1.
124         END IF         END IF
125    
126         ! Guidage         step_rea = 1
127         ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses         count_no_rea = 0
   
        IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'  
   
        ditau = real(itau)  
        dday_step = real(day_step)  
128    
129         tau = 4 * ditau / dday_step         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux :
        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  
   
        IF (guide_t) THEN  
           DO l = 1, llm  
              do j = 1, jjm + 1  
                 DO i = 1, iim + 1  
                    a = (1. - tau) * tetarea1(i, j, l) + tau * tetarea2(i, j, l)  
                    teta(i, j, l) = (1. - alpha_t(i, j)) * teta(i, j, l) &  
                         + alpha_t(i, j) * a  
                    IF (first .AND. ini_anal) teta(i, j, l) = a  
                 END DO  
              end do  
           END DO  
        END IF  
130    
131         IF (guide_q) THEN         if (guide_u) then
132            DO l = 1, llm            call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncid)
133               do j = 1, jjm + 1         else if (guide_v) then
134                  DO i = 1, iim + 1            call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncid)
135                     a = (1. - tau) * qrea1(i, j, l) + tau * qrea2(i, j, l)         else if (guide_T) then
136                     ! hum relative en % -> hum specif            call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncid)
137                     a = qsat(i, j, l) * a * 0.01         else
138                     q(i, j, l) = (1. - alpha_q(i, j)) * q(i, j, l) &            call nf95_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncid)
139                          + alpha_q(i, j) * a         end if
                    IF (first .AND. ini_anal) q(i, j, l) = a  
                 END DO  
              end do  
           END DO  
        END IF  
140    
141         ! vcov         IF (ncep) THEN
142         IF (guide_v) THEN            call nf95_inq_dimid(ncid, 'LEVEL', dimid)
143            DO l = 1, llm         ELSE
144               DO ij = 1, ip1jm            call nf95_inq_dimid(ncid, 'PRESSURE', dimid)
                 a = (1. - tau) * vcovrea1(ij, l) + tau * vcovrea2(ij, 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  
145         END IF         END IF
146           call nf95_inquire_dimension(ncid, dimid, nclen=nlev)
147         first = .FALSE.         PRINT *, 'nlev = ', nlev
148      end IF         call nf95_close(ncid)
149    
150           ! Lecture du premier état des réanalyses :
151           CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
152                masserea2, nlev)
153           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
154        END IF first_call
155    
156        ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
157    
158        ! Nudging fields are given 4 times per day:
159        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
160           vcovrea1 = vcovrea2
161           ucovrea1 = ucovrea2
162           tetarea1 = tetarea2
163           qrea1 = qrea2
164    
165           PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &
166                count_no_rea, ' non lectures'
167           step_rea = step_rea + 1
168           CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
169                masserea2, nlev)
170           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
171    
172           if (guide_u) then
173              CALL writefield("ucov", ucov)
174              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
175           end if
176    
177           if (guide_t) then
178              CALL writefield("teta", teta)
179              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
180           end if
181    
182           if (guide_q) then
183              CALL writefield("qrea2", qrea2)
184              CALL writefield("q", q)
185           end if
186        ELSE
187           count_no_rea = count_no_rea + 1
188        END IF
189    
190        ! Guidage
191    
192        tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
193    
194        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
195    
196        IF (guide_u) THEN
197           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
198              ucov = ucovrea1
199           else
200              forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) * ucov(:, :, l) &
201                   + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
202                   + tau * ucovrea2(:, :, l))
203           end IF
204        END IF
205    
206        IF (guide_t) THEN
207           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
208              teta = tetarea1
209           else
210              forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) * teta(:, :, l) &
211                   + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
212                   + tau * tetarea2(:, :, l))
213           end IF
214        END IF
215    
216        IF (guide_q) THEN
217           ! Calcul de l'humidité saturante :
218           forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
219           CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
220           qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
221    
222           ! humidité relative en % -> humidité spécifique
223           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
224              q = qsat * qrea1 * 0.01
225           else
226              forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
227                   + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
228                   + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
229           end IF
230        END IF
231    
232        IF (guide_v) THEN
233           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
234              vcov = vcovrea1
235           else
236              forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) * vcov(:, :, l) &
237                   + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
238                   + tau * vcovrea2(:, :, l))
239           end IF
240        END IF
241    
242    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
243    
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