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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 173 by guez, Tue Oct 6 15:57:02 2015 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
     use massdair_m, only: massdair  
     use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &  
          nf90_inquire_dimension  
24      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
25      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jmp1, jjp1, llmp1
26      USE q_sat_m, ONLY: q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
27      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
28      USE serre, ONLY: clat, clon      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
29      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use writefield_m, only: writefield
30    
31      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
32        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
33        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
34    
35        REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
36        ! température potentielle
37    
38      ! 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  
39      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
40    
41      ! Local:      ! Local:
42    
43      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! variables dynamiques pour les réanalyses
44      REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
45        REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
46        ! vents covariants reanalyses
47    
48      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
49      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
50      REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
51        REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
52        ! vents covariants reanalyses
53    
54      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55      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  
56    
57        ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
58        ! alpha=0 signifie pas d'injection
59        ! alpha=1 signifie injection totale
60      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
61      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
62      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
63      REAL dday_step, toto, reste  
64      real, save:: itau_test      INTEGER l
65      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  
66    
67      ! TEST SUR QSAT      ! TEST SUR QSAT
68      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
69      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)  
   
70      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL unskap  
     REAL tnat(iim + 1, jjm + 1, llm)  
71    
72      LOGICAL:: first = .TRUE.      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
73    
74      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
75    
76      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      IF (itau == 0) THEN
77           IF (online) THEN
78      ! calcul de l'humidite saturante            IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
79                 ! grille regulière
80      forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps               if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
81      CALL massdair(p, masse)               if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
82      CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)               if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
83      tnat = pk * teta / cpp               if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
84      unskap = 1. / kappa            else
85      pres = preff * (pk / cpp)**unskap               call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
86      qsat = q_sat(tnat, pres)  
87                 if (guide_u) then
88      ! initialisations pour la lecture des reanalyses.                  CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
89      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape                  CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
90      ! alpha=1 signifie pas d'injection               end if
91      ! alpha=0 signifie injection totale  
92                 if (guide_v) then
93      IF (online /= - 1) THEN                  CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
94         IF (first) THEN                  CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
95            CALL conf_guide               end if
96            file = 'guide'  
97            CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &               if (guide_t) then
98                 180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
99            PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'                  CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
100                 end if
101            IF (online==1) THEN  
102               ! Constantes de temps de rappel en jour               if (guide_q)  then
103               ! 0.1 c'est en gros 2h30.                  CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
104               ! 1e10 est une constante infinie donc en gros pas de guidage                  CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
105                 end if
106               ! 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  
107         ELSE         ELSE
108            count_no_rea = count_no_rea + 1            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
109         END IF            if (guide_u) alpha_u = 1.
110              if (guide_v) alpha_v = 1.
111         ! Guidage            if (guide_t) alpha_t = 1.
112         ! 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  
113         END IF         END IF
114    
115         first = .FALSE.         ! Lecture du premier état des réanalyses :
116      end IF         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
117           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
118    
119           if (ini_anal) then
120              IF (guide_u) ucov = ucovrea2
121              IF (guide_v) vcov = vcovrea2
122              IF (guide_t) teta = tetarea2
123    
124              IF (guide_q) then
125                 ! Calcul de l'humidité saturante :
126                 forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
127                 CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
128                 q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
129                      * qrea2 * 0.01
130              end IF
131           end if
132        END IF
133    
134        ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
135    
136        ! Nudging fields are given 4 times per day:
137        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
138           vcovrea1 = vcovrea2
139           ucovrea1 = ucovrea2
140           tetarea1 = tetarea2
141           qrea1 = qrea2
142    
143           CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
144           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
145    
146           if (guide_u) then
147              CALL writefield("ucov", ucov)
148              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
149           end if
150    
151           if (guide_t) then
152              CALL writefield("teta", teta)
153              CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
154           end if
155    
156           if (guide_q) then
157              CALL writefield("qrea2", qrea2)
158              CALL writefield("q", q)
159           end if
160        END IF
161    
162        ! Guidage
163    
164        tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
165    
166        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
167    
168        IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
169             * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
170             * ucovrea2(:, :, l))
171    
172        IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
173             * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
174             * vcovrea2(:, :, l))
175    
176        IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
177             * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
178             * tetarea2(:, :, l))
179    
180        IF (guide_q) THEN
181           ! Calcul de l'humidité saturante :
182           forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
183           CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
184           qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
185    
186           ! humidité relative en % -> humidité spécifique
187           forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
188                + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
189                + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
190        END IF
191    
192    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
193    
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