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trunk/dyn3d/guide.f revision 85 by guez, Thu Mar 6 17:35:22 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
19           tau_min_t, tau_max_t, tau_min_q, tau_max_q, tau_min_p, tau_max_p, &      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
20           online      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff
21      USE dimens_m, ONLY: jjm, llm      use dynetat0_m, only: grossismx, grossismy, rlatu, rlatv
     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
     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 serre, ONLY: clat, clon      use read_reanalyse_m, only: read_reanalyse
28      use tau2alpha_m, only: tau2alpha, dxdys      use tau2alpha_m, only: tau2alpha
29        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      ! variables dynamiques      REAL, intent(inout):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
36      REAL ucov(ip1jmp1, llm), vcov(ip1jm, llm) ! vents covariants      ! température potentielle
     REAL, intent(inout):: teta(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
     REAL q(ip1jmp1, llm) ! temperature potentielle  
     REAL, intent(out):: masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
     REAL, intent(in):: ps(ip1jmp1) ! pression au sol  
37    
38      ! Local:      REAL, intent(inout):: q(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
39        REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
40    
41      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! Local:
     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:: 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:: 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  
   
     INTEGER ilon, ilat  
     REAL factt, ztau(ip1jmp1)  
   
     INTEGER ij, l  
     INTEGER ncidpl, varidpl, status  
     INTEGER rcod, rid  
     REAL ditau, tau, a  
     INTEGER, SAVE:: nlev  
42    
43      ! TEST SUR QSAT      ! variables dynamiques pour les réanalyses
     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.  
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
     REAL:: dtgrads = 100.  
44    
45      !-----------------------------------------------------------------------      REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
46        ! vents covariants reanalyses
47    
48      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
49        REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
50    
51      ! calcul de l'humidite saturante      REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
52        ! vents covariants reanalyses
53    
54      forall (l = 1: llm + 1) p(:, l) = ap(l) + bp(l) * ps      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
55      CALL massdair(p, masse)      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
     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  
56    
57      IF (online==-1) THEN      ! alpha détermine la part des injections de données à chaque étape
58         RETURN      ! alpha=0 signifie pas d'injection
59      END IF      ! alpha=1 signifie injection totale
60        REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
61        REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1)
62        REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
63    
64      IF (first) THEN      INTEGER l
65         CALL conf_guide      REAL tau
        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 ')  
66    
67            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees      ! TEST SUR QSAT
68         ELSE      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
69            alpha_t = 0.      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
70            alpha_u = 0.      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
           alpha_v = 0.  
           alpha_p = 0.  
           ! physic=.false.  
        END IF  
   
        itau_test = 1001  
        step_rea = 1  
        count_no_rea = 0  
        ncidpl = -99  
71    
72         ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau      REAL dxdys(iip1, jjp1), dxdyu(iip1, jjp1), dxdyv(iip1, jjm)
        ! 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  
73    
74         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  
75    
76         IF (ncep) THEN      IF (itau == 0) THEN
77            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)         IF (online) THEN
78              IF (abs(grossismx - 1.) < 0.1 .OR. abs(grossismy - 1.) < 0.1) THEN
79                 ! grille regulière
80                 if (guide_u) alpha_u = factt / tau_max_u
81                 if (guide_v) alpha_v = factt / tau_max_v
82                 if (guide_t) alpha_t = factt / tau_max_t
83                 if (guide_q) alpha_q = factt / tau_max_q
84              else
85                 call init_tau2alpha(dxdys, dxdyu, dxdyv)
86    
87                 if (guide_u) then
88                    CALL tau2alpha(dxdyu, rlatu, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
89                    CALL writefield("alpha_u", alpha_u)
90                 end if
91    
92                 if (guide_v) then
93                    CALL tau2alpha(dxdyv, rlatv, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
94                    CALL writefield("alpha_v", alpha_v)
95                 end if
96    
97                 if (guide_t) then
98                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
99                    CALL writefield("alpha_t", alpha_t)
100                 end if
101    
102                 if (guide_q)  then
103                    CALL tau2alpha(dxdys, rlatu, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
104                    CALL writefield("alpha_q", alpha_q)
105                 end if
106              end IF
107         ELSE         ELSE
108            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)            ! Cas où on force exactement par les variables analysées
109              if (guide_u) alpha_u = 1.
110              if (guide_v) alpha_v = 1.
111              if (guide_t) alpha_t = 1.
112              if (guide_q) alpha_q = 1.
113         END IF         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, 1, 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, 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 ')  
114    
115            CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')         ! Lecture du premier état des réanalyses :
116           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         END IF         CALL read_reanalyse(ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2)
144      ELSE         qrea2 = max(qrea2, 0.1)
145         count_no_rea = count_no_rea + 1  
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      END IF
161    
162      ! Guidage      ! Guidage
     ! x_gcm = a * x_gcm + (1-a) * x_reanalyses  
163    
164      IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'      tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
165    
166      ditau = real(itau)      ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
     dday_step = real(day_step)  
167    
168      tau = 4*ditau/dday_step      IF (guide_u) forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) &
169      tau = tau - aint(tau)           * ucov(:, :, l) + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) + tau &
170             * 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  
171    
172      IF (guide_t) THEN      IF (guide_v) forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) &
173         DO l = 1, llm           * vcov(:, :, l) + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) + tau &
174            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  
175    
176      IF (guide_q) THEN      IF (guide_t) forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) &
177         DO l = 1, llm           * teta(:, :, l) + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) + tau &
178            DO ij = 1, ip1jmp1           * tetarea2(:, :, l))
              a = (1.-tau)*qrea1(ij, l) + tau*qrea2(ij, l)  
              ! hum relative en % -> hum specif  
              a = qsat(ij, l)*a*0.01  
              q(ij, l) = (1.-alpha_q(ij))*q(ij, l) + alpha_q(ij)*a  
              IF (first .AND. ini_anal) q(ij, l) = a  
           END DO  
        END DO  
     END IF  
179    
180      ! vcov      IF (guide_q) THEN
181      IF (guide_v) THEN         ! Calcul de l'humidité saturante :
182         DO l = 1, llm         forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
183            DO ij = 1, ip1jm         CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
184               a = (1.-tau)*vcovrea1(ij, l) + tau*vcovrea2(ij, l)         qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
185               vcov(ij, l) = (1.-alpha_v(ij))*vcov(ij, l) + alpha_v(ij)*a  
186               IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a         ! humidité relative en % -> humidité spécifique
187            END DO         forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
188            IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a              + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
189         END DO              + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
190      END IF      END IF
191    
     first = .FALSE.  
   
192    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
193    
194  END MODULE guide_m  END MODULE guide_m

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