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trunk/dyn3d/guide.f revision 91 by guez, Wed Mar 26 17:18:58 2014 UTC trunk/Sources/dyn3d/Guide/guide.f revision 178 by guez, Fri Mar 11 18:47:26 2016 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 conf_gcm_m, ONLY: day_step
16      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iperiod      use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ini_anal, &
17      use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &           tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, tau_min_t, tau_max_t, &
18           ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &           tau_min_q, tau_max_q, online, factt
          tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &  
          online  
19      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
20      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
21        use dynetat0_m, only: grossismx, grossismy, rlatu, rlatv
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 paramet_m, ONLY: iip1, jjp1, llmp1
     use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &  
          nf90_inquire_dimension  
     use nr_util, only: pi  
     USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1  
25      USE q_sat_m, ONLY: q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
26      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
27      USE serre, ONLY: clat, clon      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
28      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use writefield_m, only: writefield
29    
30      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
31        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
32        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
33    
34        REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
35        ! température potentielle
36    
37      ! 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  
38      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
39    
40      ! Local:      ! Local:
41    
42      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! variables dynamiques pour les réanalyses
43      REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
44        REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
45        ! vents covariants reanalyses
46    
47      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
48      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
49      REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
50        REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
51        ! vents covariants reanalyses
52    
53      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
54      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
     REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
55    
56        ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
57        ! alpha=0 signifie pas d'injection
58        ! alpha=1 signifie injection totale
59      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
60      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
61      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
62      REAL dday_step, toto, reste  
63      real, save:: itau_test      INTEGER l
64      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea      REAL tau
   
     INTEGER ilon, ilat  
     REAL factt, ztau(iim + 1, jjm + 1)  
   
     INTEGER ij, i, j, l  
     INTEGER ncidpl, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
65    
66      ! TEST SUR QSAT      ! TEST SUR QSAT
67      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
68      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)  
   
69      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL unskap  
     REAL tnat(iim + 1, jjm + 1, llm)  
70    
71      LOGICAL:: first = .TRUE.      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
72    
73      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
74    
75      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      IF (itau == 0) THEN
76           IF (online) THEN
77      ! calcul de l'humidite saturante            IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
78                 ! grille regulière
79      forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps               if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
80      CALL massdair(p, masse)               if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
81      CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)               if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
82      tnat = pk * teta / cpp               if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
83      unskap = 1. / kappa            else
84      pres = preff * (pk / cpp)**unskap               call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
85      qsat = q_sat(tnat, pres)  
86                 if (guide_u) then
87      ! initialisations pour la lecture des reanalyses.                  CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
88      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape                  CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
89      ! alpha=1 signifie pas d'injection               end if
90      ! alpha=0 signifie injection totale  
91                 if (guide_v) then
92      IF (online /= - 1) THEN                  CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
93         IF (first) THEN                  CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
94            CALL conf_guide               end if
95            file = 'guide'  
96            CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &               if (guide_t) then
97                 180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
98            PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'                  CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
99                 end if
100            IF (online==1) THEN  
101               ! Constantes de temps de rappel en jour               if (guide_q)  then
102               ! 0.1 c'est en gros 2h30.                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
103               ! 1e10 est une constante infinie donc en gros pas de guidage                  CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
104                 end if
105               ! coordonnees du centre du zoom            end IF
              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  
   
           ! 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  
106         ELSE         ELSE
107            count_no_rea = count_no_rea + 1            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
108         END IF            if (guide_u) alpha_u = 1.
109              if (guide_v) alpha_v = 1.
110         ! Guidage            if (guide_t) alpha_t = 1.
111         ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses            if (guide_q) alpha_q = 1.
   
        IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'  
   
        ditau = real(itau)  
        dday_step = real(day_step)  
   
        tau = 4 * ditau / dday_step  
        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  
   
        IF (guide_q) THEN  
           DO l = 1, llm  
              do j = 1, jjm + 1  
                 DO i = 1, iim + 1  
                    a = (1. - tau) * qrea1(i, j, l) + tau * qrea2(i, j, l)  
                    ! hum relative en % -> hum specif  
                    a = qsat(i, j, l) * a * 0.01  
                    q(i, j, l) = (1. - alpha_q(i, j)) * q(i, j, l) &  
                         + alpha_q(i, j) * a  
                    IF (first .AND. ini_anal) q(i, j, l) = a  
                 END DO  
              end do  
           END DO  
        END IF  
   
        ! vcov  
        IF (guide_v) THEN  
           DO l = 1, llm  
              DO ij = 1, ip1jm  
                 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  
112         END IF         END IF
113    
114         first = .FALSE.         ! Lecture du premier état des réanalyses :
115      end IF         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
116           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
117    
118           if (ini_anal) then
119              IF (guide_u) ucov = ucovrea2
120              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
121              IF (guide_t) teta = tetarea2
122    
123              IF (guide_q) then
124                 ! Calcul de l'humidité saturante :
125                 forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
126                 CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
127                 q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
128                      * qrea2 * 0.01
129              end IF
130           end if
131        END IF
132    
133        ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
134    
135        ! Nudging fields are given 4 times per day:
136        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
137           vcovrea1 = vcovrea2
138           ucovrea1 = ucovrea2
139           tetarea1 = tetarea2
140           qrea1 = qrea2
141    
142           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
143           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
144    
145           if (guide_u) then
146              CALL writefield("ucov", ucov)
147              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
148           end if
149    
150           if (guide_t) then
151              CALL writefield("teta", teta)
152              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
153           end if
154    
155           if (guide_q) then
156              CALL writefield("qrea2", qrea2)
157              CALL writefield("q", q)
158           end if
159        END IF
160    
161        ! Guidage
162    
163        tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
164    
165        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
166    
167        IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
168             * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
169             * ucovrea2(:, :, l))
170    
171        IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
172             * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
173             * vcovrea2(:, :, l))
174    
175        IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
176             * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
177             * tetarea2(:, :, l))
178    
179        IF (guide_q) THEN
180           ! Calcul de l'humidité saturante :
181           forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
182           CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
183           qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
184    
185           ! humidité relative en % -> humidité spécifique
186           forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
187                + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
188                + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
189        END IF
190    
191    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
192    
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