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trunk/libf/dyn3d/guide.f90 revision 67 by guez, Tue Oct 2 15:50:56 2012 UTC trunk/dyn3d/Guide/guide.f revision 265 by guez, Tue Mar 20 09:35:59 2018 UTC
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1  MODULE guide_m  MODULE guide_m
2    
3    ! From dyn3d/guide.F, version 1.3 2005/05/25 13:10:09    ! From dyn3d/guide.F, version 1.3, 2005/05/25 13:10:09
4    ! and dyn3d/guide.h, version 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:06    ! and dyn3d/guide.h, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:06
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)
   
     ! Author: F.Hourdin  
11    
12      USE comconst, ONLY : cpp, daysec, dtvr, kappa      ! Author: F. Hourdin
     USE comgeom, ONLY : aire, rlatu, rlonv  
     USE conf_gcm_m, ONLY : day_step, iperiod  
     use conf_guide_m, only: conf_guide, guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, &  
          guide_p, ncep, ini_anal, tau_min_u, tau_max_u, tau_min_v, tau_max_v, &  
          tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &  
          online  
     USE dimens_m, ONLY : jjm, llm  
     USE disvert_m, ONLY : ap, bp, preff, presnivs  
     USE exner_hyb_m, ONLY : exner_hyb  
     USE inigrads_m, ONLY : inigrads  
     use massdair_m, only: massdair  
     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  
     USE q_sat_m, ONLY : q_sat  
     USE serre, ONLY : clat, clon  
     use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys  
   
     ! variables dynamiques  
     REAL vcov(ip1jm, llm), ucov(ip1jmp1, llm) ! vents covariants  
     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  
   
     ! variables dynamiques pour les reanalyses.  
     REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea1(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: psrea1(ip1jmp1) ! ps  
     REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
     REAL, save:: tetarea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: qrea2(ip1jmp1, llm) ! temp pot reales  
     REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse  
     REAL, save:: psrea2(ip1jmp1) ! ps  
   
     REAL, save:: alpha_q(ip1jmp1)  
     REAL, save:: alpha_t(ip1jmp1), alpha_p(ip1jmp1)  
     REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)  
     REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
     INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea  
13    
14      INTEGER ilon, ilat      USE comconst, ONLY: cpp, kappa
15      REAL factt, ztau(ip1jmp1)      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step
16        use conf_guide_m, only: guide_u, guide_v, guide_t, guide_q, ini_anal, &
17             alpha_u, alpha_v, alpha_t, alpha_q
18        USE dimensions, ONLY: iim, jjm, llm
19        USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
20        USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
21        USE q_sat_m, ONLY: q_sat
22        use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
23        use writefield_m, only: writefield
24    
25      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
26      INTEGER ij, l      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
27      INTEGER ncidpl, varidpl, status      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
28    
29      ! TEST SUR QSAT      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
30      REAL p(ip1jmp1, llmp1), pk(ip1jmp1, llm), pks(ip1jmp1)      ! température potentielle
     REAL pkf(ip1jmp1, llm)  
     REAL pres(ip1jmp1, llm)  
   
     REAL qsat(ip1jmp1, llm)  
     REAL unskap  
     REAL tnat(ip1jmp1, llm)  
   
     LOGICAL:: first = .TRUE.  
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
31    
32      !-----------------------------------------------------------------------      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
33        REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
34    
35      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      ! Local:
36    
37      ! calcul de l'humidite saturante      ! Variables dynamiques pour les réanalyses
38    
39      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
40      CALL massdair(p, masse)      ! vents covariants r\'eanalyses
     CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk, pkf)  
     tnat(:, :) = pk(:, :)*teta(:, :)/cpp  
     unskap = 1./kappa  
     pres(:, :) = preff*(pk(:, :)/cpp)**unskap  
     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  
41    
42      IF (online==-1) THEN      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm)
43         RETURN      ! potential temperture from reanalysis
     END IF  
44    
45      IF (first) THEN      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm)
        CALL conf_guide  
        file = 'guide'  
        CALL inigrads(igrads, rlonv, 180./pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &  
             180./pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
        PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'  
        IF (online==-1) RETURN  
   
        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  
           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  
46    
47         ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
48         ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux      ! vents covariants reanalyses
49         if (guide_u) then  
50            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm)
51         endif      ! potential temperture from reanalysis
52    
53        REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm)
54    
55        INTEGER l
56        REAL tau
57    
58        ! TEST SUR QSAT
59        REAL p(iim + 1, jjm + 1, llm + 1)
60        real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
61        REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
62    
63         if (guide_v) then      !-----------------------------------------------------------------------
64            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
65         endif      IF (itau == 0) THEN
66           ! Lecture du premier état des réanalyses :
67         if (guide_T) then         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
68            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
69         endif  
70           if (ini_anal) then
71         if (guide_Q) then            IF (guide_u) ucov = ucovrea2
72            if (ncidpl.eq.-99) rcod=nf90_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)            IF (guide_v) vcov = vcovrea2
73         endif            IF (guide_t) teta = tetarea2
74    
75         IF (ncep) THEN            IF (guide_q) then
76            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)               ! Calcul de l'humidité saturante :
77         ELSE               forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
78            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)               CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
79         END IF               q = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa)) &
80         status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)                    * qrea2 * 0.01
81         PRINT *, 'nlev', nlev            end IF
82         rcod = nf90_close(ncidpl)         end if
83         ! Lecture du premier etat des reanalyses.      END IF
84         CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &  
85              masserea2, psrea2, 1, nlev)      ! Importation des vents, pression et temp\'erature r\'eels :
86         qrea2(:, :) = max(qrea2(:, :), 0.1)  
87        ! Nudging fields are given 4 times per day:
88         ! Debut de l'integration temporelle:      IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
89      END IF ! first         vcovrea1 = vcovrea2
90           ucovrea1 = ucovrea2
91      ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:         tetarea1 = tetarea2
92           qrea1 = qrea2
93      ditau = real(itau)  
94      dday_step = real(day_step)         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
95      WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
96      WRITE (*, *) ditau, dday_step  
97      toto = 4*ditau/dday_step         if (guide_u) then
98      reste = toto - aint(toto)            CALL writefield("ucov", ucov)
99              CALL writefield("ucovrea2", ucovrea2)
100      IF (reste==0.) THEN         end if
101         IF (itau_test==itau) THEN  
102            WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau         if (guide_t) then
103            STOP            CALL writefield("teta", teta)
104         ELSE            CALL writefield("tetarea2", tetarea2)
105            vcovrea1(:, :) = vcovrea2(:, :)         end if
106            ucovrea1(:, :) = ucovrea2(:, :)  
107            tetarea1(:, :) = tetarea2(:, :)         if (guide_q) then
108            qrea1(:, :) = qrea2(:, :)            CALL writefield("qrea2", qrea2)
109              CALL writefield("q", q)
110            PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &         end if
                count_no_rea, ' non lectures'  
           step_rea = step_rea + 1  
           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  
     ELSE  
        count_no_rea = count_no_rea + 1  
111      END IF      END IF
112    
113      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
114    
115      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
116    
117      ditau = real(itau)      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     dday_step = real(day_step)  
118    
119      tau = 4*ditau/dday_step      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
120      tau = tau - aint(tau)           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
121             * ucovrea2(:, :, l))
     ! 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  
122    
123      IF (guide_t) THEN      IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
124         DO l = 1, llm           * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
125            DO ij = 1, ip1jmp1           * vcovrea2(:, :, l))
              a = (1.-tau)*tetarea1(ij, l) + tau*tetarea2(ij, l)  
              teta(ij, l) = (1.-alpha_t(ij))*teta(ij, l) + alpha_t(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) teta(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
126    
127      ! P      IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
128      IF (guide_p) THEN           * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
129         DO ij = 1, ip1jmp1           * tetarea2(:, :, l))
           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  
130    
     ! q  
131      IF (guide_q) THEN      IF (guide_q) THEN
132         DO l = 1, llm         ! Calcul de l'humidité saturante :
133            DO ij = 1, ip1jmp1         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
134               a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
135               ! hum relative en % -> hum specif         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
136               a = qsat(ij, l)*a*0.01  
137               q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
138               IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a         forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
139            END DO              + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
140         END DO              + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
141      END IF      END IF
142    
     ! 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  
     END IF  
   
     first = .FALSE.  
   
143    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
144    
145  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m
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