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trunk/libf/dyn3d/bilan_dyn.f90 revision 57 by guez, Mon Jan 30 12:54:02 2012 UTC trunk/dyn3d/bilan_dyn.f revision 254 by guez, Mon Feb 5 10:39:38 2018 UTC
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9    
10      ! From LMDZ4/libf/dyn3d/bilan_dyn.F, version 1.5 2005/03/16 10:12:17      ! From LMDZ4/libf/dyn3d/bilan_dyn.F, version 1.5 2005/03/16 10:12:17
11    
12      ! Sous-programme consacré à des diagnostics dynamiques de base.      ! Sous-programme consacr\'e \`a des diagnostics dynamiques de
13      ! De façon générale, les moyennes des scalaires Q sont pondérées      ! base.  De fa\c{}con g\'en\'erale, les moyennes des scalaires Q
14      ! par la masse. Les flux de masse sont, eux, simplement moyennés.      ! sont pond\'er\'ees par la masse. Les flux de masse sont, eux,
15        ! simplement moyenn\'es.
16    
17      USE comconst, ONLY: cpp      USE comconst, ONLY: cpp
18      USE comgeom, ONLY: constang_2d, cu_2d, cv_2d      USE comgeom, ONLY: constang_2d, cu_2d, cv_2d
19        use covcont_m, only: covcont
20      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
21        use enercin_m, only: enercin
22      USE histwrite_m, ONLY: histwrite      USE histwrite_m, ONLY: histwrite
23      use init_dynzon_m, only: ncum, fileid, znom, ntr, nq, nom      use init_dynzon_m, only: ncum, fileid, znom, ntr, nq, nom
24        use massbar_m, only: massbar
25      USE paramet_m, ONLY: iip1, jjp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, jjp1
26    
     ! Arguments:  
   
27      real, intent(in):: ps(iip1, jjp1)      real, intent(in):: ps(iip1, jjp1)
28      real, intent(in):: masse(iip1, jjp1, llm), pk(iip1, jjp1, llm)      real, intent(in):: masse(iip1, jjp1, llm), pk(iip1, jjp1, llm)
29      real, intent(in):: flux_u(iip1, jjp1, llm)      real, intent(in):: flux_u(iip1, jjp1, llm)
30      real, intent(in):: flux_v(iip1, jjm, llm)      real, intent(in):: flux_v(iip1, jjm, llm)
31      real, intent(in):: teta(iip1, jjp1, llm)      real, intent(in):: teta(iip1, jjp1, llm)
32      real, intent(in):: phi(iip1, jjp1, llm)      real, intent(in):: phi(iip1, jjp1, llm)
33      real, intent(in):: ucov(iip1, jjp1, llm)      real, intent(in):: ucov(:, :, :) ! (iip1, jjp1, llm)
34      real, intent(in):: vcov(iip1, jjm, llm)      real, intent(in):: vcov(iip1, jjm, llm)
35      real, intent(in):: trac(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)      real, intent(in):: trac(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
36    
# Line 36  contains Line 38  contains
38    
39      integer:: icum  = 0      integer:: icum  = 0
40      integer:: itau = 0      integer:: itau = 0
41      real zqy, zfactv(jjm, llm)      real qy, factv(jjm, llm)
   
     real ww  
42    
43      ! Variables dynamiques intermédiaires      ! Variables dynamiques interm\'ediaires
44      REAL vcont(iip1, jjm, llm), ucont(iip1, jjp1, llm)      REAL vcont(iip1, jjm, llm), ucont(iip1, jjp1, llm)
45      REAL ang(iip1, jjp1, llm), unat(iip1, jjp1, llm)      REAL ang(iip1, jjp1, llm), unat(iip1, jjp1, llm)
46      REAL massebx(iip1, jjp1, llm), masseby(iip1, jjm, llm)      REAL massebx(iip1, jjp1, llm), masseby(iip1, jjm, llm)
47      REAL w(iip1, jjp1, llm), ecin(iip1, jjp1, llm), convm(iip1, jjp1, llm)      REAL ecin(iip1, jjp1, llm)
48    
49      ! Champ contenant les scalaires advectés      ! Champ contenant les scalaires advect\'es
50      real Q(iip1, jjp1, llm, nQ)      real Q(iip1, jjp1, llm, nQ)
51    
52      ! Champs cumulés      ! Champs cumul\'es
53      real, save:: ps_cum(iip1, jjp1)      real, save:: ps_cum(iip1, jjp1)
54      real, save:: masse_cum(iip1, jjp1, llm)      real, save:: masse_cum(iip1, jjp1, llm)
55      real, save:: flux_u_cum(iip1, jjp1, llm)      real, save:: flux_u_cum(iip1, jjp1, llm)
# Line 57  contains Line 57  contains
57      real, save:: Q_cum(iip1, jjp1, llm, nQ)      real, save:: Q_cum(iip1, jjp1, llm, nQ)
58      real, save:: flux_uQ_cum(iip1, jjp1, llm, nQ)      real, save:: flux_uQ_cum(iip1, jjp1, llm, nQ)
59      real, save:: flux_vQ_cum(iip1, jjm, llm, nQ)      real, save:: flux_vQ_cum(iip1, jjm, llm, nQ)
     real dQ(iip1, jjp1, llm, nQ)  
60    
61      ! champs de tansport en moyenne zonale      ! champs de tansport en moyenne zonale
62      integer itr      integer itr
63      integer, parameter:: iave = 1, itot = 2, immc = 3, itrs = 4, istn = 5      integer, parameter:: iave = 1, itot = 2, immc = 3, itrs = 4, istn = 5
64    
65      real zvQ(jjm, llm, ntr, nQ), zvQtmp(jjm, llm)      real vq(jjm, llm, ntr, nQ), vqtmp(jjm, llm)
66      real zavQ(jjm, 2: ntr, nQ), psiQ(jjm, llm + 1, nQ)      real avq(jjm, 2: ntr, nQ), psiQ(jjm, llm + 1, nQ)
67      real zmasse(jjm, llm)      real zmasse(jjm, llm)
68      real zv(jjm, llm), psi(jjm, llm + 1)      real v(jjm, llm), psi(jjm, llm + 1)
69      integer i, j, l, iQ      integer i, j, l, iQ
70    
71      !-----------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------
72    
73      ! Calcul des champs dynamiques      ! Calcul des champs dynamiques
74    
75      ! Énergie cinétique      ! \'Energie cin\'etique
76      ucont = 0      ucont = 0
77      CALL covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)      CALL covcont(llm, ucov, vcov, ucont, vcont)
78      CALL enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)      CALL enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin)
79    
80      ! moment cinétique      ! moment cin\'etique
81      do l = 1, llm      forall (l = 1: llm)
82         ang(:, :, l) = ucov(:, :, l) + constang_2d         ang(:, :, l) = ucov(:, :, l) + constang_2d
83         unat(:, :, l) = ucont(:, :, l)*cu_2d         unat(:, :, l) = ucont(:, :, l) * cu_2d
84      enddo      end forall
85    
86      Q(:, :, :, 1) = teta * pk / cpp      Q(:, :, :, 1) = teta * pk / cpp
87      Q(:, :, :, 2) = phi      Q(:, :, :, 2) = phi
# Line 112  contains Line 111  contains
111      masse_cum = masse_cum + masse      masse_cum = masse_cum + masse
112      flux_u_cum = flux_u_cum + flux_u      flux_u_cum = flux_u_cum + flux_u
113      flux_v_cum = flux_v_cum + flux_v      flux_v_cum = flux_v_cum + flux_v
114      do iQ = 1, nQ      forall (iQ = 1: nQ) Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) &
115         Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) + Q(:, :, :, iQ)*masse           + Q(:, :, :, iQ) * masse
     enddo  
   
     ! FLUX ET TENDANCES  
116    
117      ! Flux longitudinal      ! Flux longitudinal
118      forall (iQ = 1: nQ, i = 1: iim) flux_uQ_cum(i, :, :, iQ) &      forall (iQ = 1: nQ, i = 1: iim) flux_uQ_cum(i, :, :, iQ) &
# Line 124  contains Line 120  contains
120           + flux_u(i, :, :) * 0.5 * (Q(i, :, :, iQ) + Q(i + 1, :, :, iQ))           + flux_u(i, :, :) * 0.5 * (Q(i, :, :, iQ) + Q(i + 1, :, :, iQ))
121      flux_uQ_cum(iip1, :, :, :) = flux_uQ_cum(1, :, :, :)      flux_uQ_cum(iip1, :, :, :) = flux_uQ_cum(1, :, :, :)
122    
123      ! Flux méridien      ! Flux m\'eridien
124      forall (iQ = 1: nQ, j = 1: jjm) flux_vQ_cum(:, j, :, iQ) &      forall (iQ = 1: nQ, j = 1: jjm) flux_vQ_cum(:, j, :, iQ) &
125           = flux_vQ_cum(:, j, :, iQ) &           = flux_vQ_cum(:, j, :, iQ) &
126           + flux_v(:, j, :) * 0.5 * (Q(:, j, :, iQ) + Q(:, j + 1, :, iQ))           + flux_v(:, j, :) * 0.5 * (Q(:, j, :, iQ) + Q(:, j + 1, :, iQ))
127    
     ! tendances  
   
     ! convergence horizontale  
     call convflu(flux_uQ_cum, flux_vQ_cum, llm*nQ, dQ)  
   
     ! calcul de la vitesse verticale  
     call convmas(flux_u_cum, flux_v_cum, convm)  
     CALL vitvert(convm, w)  
   
     do iQ = 1, nQ  
        do l = 1, llm-1  
           do j = 1, jjp1  
              do i = 1, iip1  
                 ww = -0.5*w(i, j, l + 1)*(Q(i, j, l, iQ) + Q(i, j, l + 1, iQ))  
                 dQ(i, j, l, iQ) = dQ(i, j, l, iQ)-ww  
                 dQ(i, j, l + 1, iQ) = dQ(i, j, l + 1, iQ) + ww  
              enddo  
           enddo  
        enddo  
     enddo  
   
     ! PAS DE TEMPS D'ECRITURE  
   
128      writing_step: if (icum == ncum) then      writing_step: if (icum == ncum) then
129         ! Normalisation         ! Normalisation
130         do iQ = 1, nQ         forall (iQ = 1: nQ) Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) / masse_cum
           Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ)/masse_cum  
        enddo  
131         ps_cum = ps_cum / ncum         ps_cum = ps_cum / ncum
132         masse_cum = masse_cum / ncum         masse_cum = masse_cum / ncum
133         flux_u_cum = flux_u_cum / ncum         flux_u_cum = flux_u_cum / ncum
134         flux_v_cum = flux_v_cum / ncum         flux_v_cum = flux_v_cum / ncum
135         flux_uQ_cum = flux_uQ_cum / ncum         flux_uQ_cum = flux_uQ_cum / ncum
136         flux_vQ_cum = flux_vQ_cum / ncum         flux_vQ_cum = flux_vQ_cum / ncum
        dQ = dQ / ncum  
   
        ! A retravailler eventuellement  
        ! division de dQ par la masse pour revenir aux bonnes grandeurs  
        do iQ = 1, nQ  
           dQ(:, :, :, iQ) = dQ(:, :, :, iQ)/masse_cum  
        enddo  
137    
138         ! Transport méridien         ! Transport m\'eridien
139    
140         ! cumul zonal des masses des mailles         ! Cumul zonal des masses des mailles
141    
142         zv = 0.         v = 0.
143         zmasse = 0.         zmasse = 0.
144         call massbar(masse_cum, massebx, masseby)         call massbar(masse_cum, massebx, masseby)
145         do l = 1, llm         do l = 1, llm
146            do j = 1, jjm            do j = 1, jjm
147               do i = 1, iim               do i = 1, iim
148                  zmasse(j, l) = zmasse(j, l) + masseby(i, j, l)                  zmasse(j, l) = zmasse(j, l) + masseby(i, j, l)
149                  zv(j, l) = zv(j, l) + flux_v_cum(i, j, l)                  v(j, l) = v(j, l) + flux_v_cum(i, j, l)
150               enddo               enddo
151               zfactv(j, l) = cv_2d(1, j)/zmasse(j, l)               factv(j, l) = cv_2d(1, j) / zmasse(j, l)
152            enddo            enddo
153         enddo         enddo
154    
155         ! Transport dans le plan latitude-altitude         ! Transport dans le plan latitude-altitude
156    
157         zvQ = 0.         vq = 0.
158         psiQ = 0.         psiQ = 0.
159         do iQ = 1, nQ         do iQ = 1, nQ
160            zvQtmp = 0.            vqtmp = 0.
161            do l = 1, llm            do l = 1, llm
162               do j = 1, jjm               do j = 1, jjm
163                  ! Calcul des moyennes zonales du transort total et de zvQtmp                  ! Calcul des moyennes zonales du transport total et de vqtmp
164                  do i = 1, iim                  do i = 1, iim
165                     zvQ(j, l, itot, iQ) = zvQ(j, l, itot, iQ) &                     vq(j, l, itot, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) &
166                          + flux_vQ_cum(i, j, l, iQ)                          + flux_vQ_cum(i, j, l, iQ)
167                     zqy =  0.5 * (Q_cum(i, j, l, iQ) * masse_cum(i, j, l) &                     qy =  0.5 * (Q_cum(i, j, l, iQ) * masse_cum(i, j, l) &
168                          + Q_cum(i, j + 1, l, iQ) * masse_cum(i, j + 1, l))                          + Q_cum(i, j + 1, l, iQ) * masse_cum(i, j + 1, l))
169                     zvQtmp(j, l) = zvQtmp(j, l) + flux_v_cum(i, j, l) * zqy &                     vqtmp(j, l) = vqtmp(j, l) + flux_v_cum(i, j, l) * qy &
170                          / (0.5 * (masse_cum(i, j, l) + masse_cum(i, j + 1, l)))                          / (0.5 * (masse_cum(i, j, l) + masse_cum(i, j + 1, l)))
171                     zvQ(j, l, iave, iQ) = zvQ(j, l, iave, iQ) + zqy                     vq(j, l, iave, iQ) = vq(j, l, iave, iQ) + qy
172                  enddo                  enddo
173                  ! Decomposition                  ! Decomposition
174                  zvQ(j, l, iave, iQ) = zvQ(j, l, iave, iQ)/zmasse(j, l)                  vq(j, l, iave, iQ) = vq(j, l, iave, iQ) / zmasse(j, l)
175                  zvQ(j, l, itot, iQ) = zvQ(j, l, itot, iQ)*zfactv(j, l)                  vq(j, l, itot, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) * factv(j, l)
176                  zvQtmp(j, l) = zvQtmp(j, l)*zfactv(j, l)                  vqtmp(j, l) = vqtmp(j, l) * factv(j, l)
177                  zvQ(j, l, immc, iQ) = zv(j, l)*zvQ(j, l, iave, iQ)*zfactv(j, l)                  vq(j, l, immc, iQ) = v(j, l) * vq(j, l, iave, iQ) * factv(j, l)
178                  zvQ(j, l, itrs, iQ) = zvQ(j, l, itot, iQ)-zvQtmp(j, l)                  vq(j, l, itrs, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) - vqtmp(j, l)
179                  zvQ(j, l, istn, iQ) = zvQtmp(j, l)-zvQ(j, l, immc, iQ)                  vq(j, l, istn, iQ) = vqtmp(j, l) - vq(j, l, immc, iQ)
180               enddo               enddo
181            enddo            enddo
182            ! fonction de courant meridienne pour la quantite Q            ! Fonction de courant m\'eridienne pour la quantit\'e Q
183            do l = llm, 1, -1            do l = llm, 1, -1
184               do j = 1, jjm               do j = 1, jjm
185                  psiQ(j, l, iQ) = psiQ(j, l + 1, iQ) + zvQ(j, l, itot, iQ)                  psiQ(j, l, iQ) = psiQ(j, l + 1, iQ) + vq(j, l, itot, iQ)
186               enddo               enddo
187            enddo            enddo
188         enddo         enddo
189    
190         ! fonction de courant pour la circulation meridienne moyenne         ! Fonction de courant pour la circulation m\'eridienne moyenne
191         psi = 0.         psi = 0.
192         do l = llm, 1, -1         do l = llm, 1, -1
193            do j = 1, jjm            do j = 1, jjm
194               psi(j, l) = psi(j, l + 1) + zv(j, l)               psi(j, l) = psi(j, l + 1) + v(j, l)
195               zv(j, l) = zv(j, l)*zfactv(j, l)               v(j, l) = v(j, l) * factv(j, l)
196            enddo            enddo
197         enddo         enddo
198    
199         ! sorties proprement dites         ! Sorties proprement dites
200         do iQ = 1, nQ         do iQ = 1, nQ
201            do itr = 1, ntr            do itr = 1, ntr
202               call histwrite(fileid, znom(itr, iQ), itau, zvQ(:, :, itr, iQ))               call histwrite(fileid, znom(itr, iQ), itau, vq(:, :, itr, iQ))
203            enddo            enddo
204            call histwrite(fileid, 'psi'//nom(iQ), itau, psiQ(:, :llm, iQ))            call histwrite(fileid, 'psi' // nom(iQ), itau, psiQ(:, :llm, iQ))
205         enddo         enddo
206    
207         call histwrite(fileid, 'masse', itau, zmasse)         call histwrite(fileid, 'masse', itau, zmasse)
208         call histwrite(fileid, 'v', itau, zv)         call histwrite(fileid, 'v', itau, v)
209         psi = psi*1.e-9         psi = psi * 1e-9
210         call histwrite(fileid, 'psi', itau, psi(:, :llm))         call histwrite(fileid, 'psi', itau, psi(:, :llm))
211    
212         ! Intégrale verticale         ! Int\'egrale verticale
213    
214         forall (iQ = 1: nQ, itr = 2: ntr) zavQ(:, itr, iQ) &         forall (iQ = 1: nQ, itr = 2: ntr) avq(:, itr, iQ) &
215              = sum(zvQ(:, :, itr, iQ) * zmasse, dim=2) / cv_2d(1, :)              = sum(vq(:, :, itr, iQ) * zmasse, dim=2) / cv_2d(1, :)
216    
217         do iQ = 1, nQ         do iQ = 1, nQ
218            do itr = 2, ntr            do itr = 2, ntr
219               call histwrite(fileid, 'a'//znom(itr, iQ), itau, zavQ(:, itr, iQ))               call histwrite(fileid, 'a' // znom(itr, iQ), itau, avq(:, itr, iQ))
220            enddo            enddo
221         enddo         enddo
222    
        ! On doit pouvoir tracer systematiquement la fonction de courant.  
223         icum = 0         icum = 0
224      endif writing_step      endif writing_step
225    
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