--- trunk/libf/dyn3d/bilan_dyn.f90 2011/12/06 15:07:04 54 +++ trunk/dyn3d/bilan_dyn.f 2014/03/26 17:18:58 91 @@ -5,62 +5,43 @@ contains SUBROUTINE bilan_dyn(ps, masse, pk, flux_u, flux_v, teta, phi, ucov, vcov, & - trac, dt_app, dt_cum) + trac) - ! From LMDZ4/libf/dyn3d/bilan_dyn.F, version 1.5 2005/03/16 - ! 10:12:17 fairhead + ! From LMDZ4/libf/dyn3d/bilan_dyn.F, version 1.5 2005/03/16 10:12:17 - ! Sous-programme consacré à des diagnostics dynamiques de base - ! De façon générale, les moyennes des scalaires Q sont pondérées par - ! la masse. Les flux de masse sont, eux, simplement moyennés. + ! Sous-programme consacré à des diagnostics dynamiques de base. + ! De façon générale, les moyennes des scalaires Q sont pondérées + ! par la masse. Les flux de masse sont, eux, simplement moyennés. - USE histcom, ONLY: histbeg_totreg, histdef, histend, histvert - USE calendar, ONLY: ymds2ju - USE histwrite_m, ONLY: histwrite + USE comconst, ONLY: cpp + USE comgeom, ONLY: constang_2d, cu_2d, cv_2d USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm + USE histwrite_m, ONLY: histwrite + use init_dynzon_m, only: ncum, fileid, znom, ntr, nq, nom + use massbar_m, only: massbar USE paramet_m, ONLY: iip1, jjp1 - USE comconst, ONLY: cpp - USE comvert, ONLY: presnivs - USE comgeom, ONLY: constang_2d, cu_2d, cv_2d, rlatv - USE temps, ONLY: annee_ref, day_ref, itau_dyn - USE inigrads_m, ONLY: inigrads - USE nr_util, ONLY: pi - - ! Arguments: - - real, intent(in):: dt_app, dt_cum - real ps(iip1, jjp1) - real masse(iip1, jjp1, llm), pk(iip1, jjp1, llm) - real flux_u(iip1, jjp1, llm) - real flux_v(iip1, jjm, llm) + + real, intent(in):: ps(iip1, jjp1) + real, intent(in):: masse(iip1, jjp1, llm), pk(iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: flux_u(iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: flux_v(iip1, jjm, llm) real, intent(in):: teta(iip1, jjp1, llm) - real phi(iip1, jjp1, llm) - real ucov(iip1, jjp1, llm) - real vcov(iip1, jjm, llm) + real, intent(in):: phi(iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: ucov(:, :, :) ! (iip1, jjp1, llm) + real, intent(in):: vcov(iip1, jjm, llm) real, intent(in):: trac(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) ! Local: integer:: icum = 0 - integer, save:: ncum - logical:: first = .true. - real zz, zqy, zfactv(jjm, llm) - - integer, parameter:: nQ = 7 - character(len=4), parameter:: nom(nQ) = (/'T ', 'gz ', 'K ', 'ang ', & - 'u ', 'ovap', 'un '/) - character(len=5), parameter:: unites(nQ) = (/'K ', 'm2/s2', 'm2/s2', & - 'ang ', 'm/s ', 'kg/kg', 'un '/) - - real:: time = 0. integer:: itau = 0 - real ww + real qy, factv(jjm, llm) ! Variables dynamiques intermédiaires REAL vcont(iip1, jjm, llm), ucont(iip1, jjp1, llm) REAL ang(iip1, jjp1, llm), unat(iip1, jjp1, llm) REAL massebx(iip1, jjp1, llm), masseby(iip1, jjm, llm) - REAL w(iip1, jjp1, llm), ecin(iip1, jjp1, llm), convm(iip1, jjp1, llm) + REAL ecin(iip1, jjp1, llm) ! Champ contenant les scalaires advectés real Q(iip1, jjp1, llm, nQ) @@ -73,132 +54,19 @@ real, save:: Q_cum(iip1, jjp1, llm, nQ) real, save:: flux_uQ_cum(iip1, jjp1, llm, nQ) real, save:: flux_vQ_cum(iip1, jjm, llm, nQ) - real dQ(iip1, jjp1, llm, nQ) ! champs de tansport en moyenne zonale integer itr - integer, parameter:: ntr = 5 - - character(len=10), save:: znom(ntr, nQ) - character(len=26), save:: znoml(ntr, nQ) - character(len=12), save:: zunites(ntr, nQ) - integer, parameter:: iave = 1, itot = 2, immc = 3, itrs = 4, istn = 5 - character(len=3), parameter:: ctrs(ntr) = (/' ', 'TOT', 'MMC', 'TRS', & - 'STN'/) - real zvQ(jjm, llm, ntr, nQ), zvQtmp(jjm, llm) - real zavQ(jjm, 2: ntr, nQ), psiQ(jjm, llm + 1, nQ) + real vq(jjm, llm, ntr, nQ), vqtmp(jjm, llm) + real avq(jjm, 2: ntr, nQ), psiQ(jjm, llm + 1, nQ) real zmasse(jjm, llm) - - real zv(jjm, llm), psi(jjm, llm + 1) - + real v(jjm, llm), psi(jjm, llm + 1) integer i, j, l, iQ - ! Initialisation du fichier contenant les moyennes zonales. - - integer, save:: fileid - integer thoriid, zvertiid - - real zjulian - integer zan, dayref - - real rlong(jjm), rlatg(jjm) - !----------------------------------------------------------------- - !!print *, "Call sequence information: bilan_dyn" - - ! Initialisation - - time = time + dt_app - itau = itau + 1 - - first_call: if (first) then - ! initialisation des fichiers - first = .false. - ! ncum est la frequence de stokage en pas de temps - ncum = dt_cum / dt_app - if (abs(ncum * dt_app - dt_cum) > 1e-5 * dt_app) then - print *, 'Problème : le pas de cumul doit être multiple du pas' - print *, 'dt_app = ', dt_app - print *, 'dt_cum = ', dt_cum - stop 1 - endif - - call inigrads(i_f=4, x=(/0./), fx=180./pi, xmin=0., xmax=0., y=rlatv, & - ymin=-90., ymax=90., fy=180./pi, z=presnivs, fz=1., dt=dt_cum, & - file='dynzon', titlel='dyn_zon ') - - ! Initialisation du fichier contenant les moyennes zonales - - zan = annee_ref - dayref = day_ref - CALL ymds2ju(zan, 1, dayref, 0.0, zjulian) - - rlong = 0. - rlatg = rlatv*180./pi - - call histbeg_totreg('dynzon', rlong(:1), rlatg, 1, 1, 1, jjm, itau_dyn, & - zjulian, dt_cum, thoriid, fileid) - - ! Appel à histvert pour la grille verticale - - call histvert(fileid, 'presnivs', 'Niveaux sigma', 'mb', llm, presnivs, & - zvertiid) - - ! Appels à histdef pour la définition des variables à sauvegarder - do iQ = 1, nQ - do itr = 1, ntr - if (itr == 1) then - znom(itr, iQ) = nom(iQ) - znoml(itr, iQ) = nom(iQ) - zunites(itr, iQ) = unites(iQ) - else - znom(itr, iQ) = ctrs(itr)//'v'//nom(iQ) - znoml(itr, iQ) = 'transport : v * '//nom(iQ)//' '//ctrs(itr) - zunites(itr, iQ) = 'm/s * '//unites(iQ) - endif - enddo - enddo - - ! Déclarations des champs avec dimension verticale - do iQ = 1, nQ - do itr = 1, ntr - call histdef(fileid, znom(itr, iQ), znoml(itr, iQ), & - zunites(itr, iQ), 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - enddo - ! Declarations pour les fonctions de courant - call histdef(fileid, 'psi'//nom(iQ), 'stream fn. '//znoml(itot, iQ), & - zunites(itot, iQ), 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - enddo - - ! Declarations pour les champs de transport d'air - call histdef(fileid, 'masse', 'masse', & - 'kg', 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - call histdef(fileid, 'v', 'v', & - 'm/s', 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - ! Declarations pour les fonctions de courant - call histdef(fileid, 'psi', 'stream fn. MMC ', 'mega t/s', & - 1, jjm, thoriid, llm, 1, llm, zvertiid, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - - ! Declaration des champs 1D de transport en latitude - do iQ = 1, nQ - do itr = 2, ntr - call histdef(fileid, 'a'//znom(itr, iQ), znoml(itr, iQ), & - zunites(itr, iQ), 1, jjm, thoriid, 1, 1, 1, -99, & - 'ave(X)', dt_cum, dt_cum) - enddo - enddo - - CALL histend(fileid) - endif first_call - ! Calcul des champs dynamiques ! Énergie cinétique @@ -207,10 +75,10 @@ CALL enercin(vcov, ucov, vcont, ucont, ecin) ! moment cinétique - do l = 1, llm + forall (l = 1: llm) ang(:, :, l) = ucov(:, :, l) + constang_2d - unat(:, :, l) = ucont(:, :, l)*cu_2d - enddo + unat(:, :, l) = ucont(:, :, l) * cu_2d + end forall Q(:, :, :, 1) = teta * pk / cpp Q(:, :, :, 2) = phi @@ -232,6 +100,7 @@ flux_uQ_cum = 0. endif + itau = itau + 1 icum = icum + 1 ! Accumulation des flux de masse horizontaux @@ -239,11 +108,8 @@ masse_cum = masse_cum + masse flux_u_cum = flux_u_cum + flux_u flux_v_cum = flux_v_cum + flux_v - do iQ = 1, nQ - Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) + Q(:, :, :, iQ)*masse - enddo - - ! FLUX ET TENDANCES + forall (iQ = 1: nQ) Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) & + + Q(:, :, :, iQ) * masse ! Flux longitudinal forall (iQ = 1: nQ, i = 1: iim) flux_uQ_cum(i, :, :, iQ) & @@ -256,135 +122,101 @@ = flux_vQ_cum(:, j, :, iQ) & + flux_v(:, j, :) * 0.5 * (Q(:, j, :, iQ) + Q(:, j + 1, :, iQ)) - ! 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 - writing_step: if (icum == ncum) then ! Normalisation - do iQ = 1, nQ - Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ)/masse_cum - enddo - zz = 1. / real(ncum) - ps_cum = ps_cum*zz - masse_cum = masse_cum*zz - flux_u_cum = flux_u_cum*zz - flux_v_cum = flux_v_cum*zz - flux_uQ_cum = flux_uQ_cum*zz - flux_vQ_cum = flux_vQ_cum*zz - dQ = dQ*zz - - ! 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 + forall (iQ = 1: nQ) Q_cum(:, :, :, iQ) = Q_cum(:, :, :, iQ) / masse_cum + ps_cum = ps_cum / ncum + masse_cum = masse_cum / ncum + flux_u_cum = flux_u_cum / ncum + flux_v_cum = flux_v_cum / ncum + flux_uQ_cum = flux_uQ_cum / ncum + flux_vQ_cum = flux_vQ_cum / ncum ! Transport méridien - ! cumul zonal des masses des mailles + ! Cumul zonal des masses des mailles - zv = 0. + v = 0. zmasse = 0. call massbar(masse_cum, massebx, masseby) do l = 1, llm do j = 1, jjm do i = 1, iim zmasse(j, l) = zmasse(j, l) + masseby(i, j, l) - zv(j, l) = zv(j, l) + flux_v_cum(i, j, l) + v(j, l) = v(j, l) + flux_v_cum(i, j, l) enddo - zfactv(j, l) = cv_2d(1, j)/zmasse(j, l) + factv(j, l) = cv_2d(1, j) / zmasse(j, l) enddo enddo ! Transport dans le plan latitude-altitude - zvQ = 0. + vq = 0. psiQ = 0. do iQ = 1, nQ - zvQtmp = 0. + vqtmp = 0. do l = 1, llm do j = 1, jjm - ! Calcul des moyennes zonales du transort total et de zvQtmp + ! Calcul des moyennes zonales du transport total et de vqtmp do i = 1, iim - zvQ(j, l, itot, iQ) = zvQ(j, l, itot, iQ) & + vq(j, l, itot, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) & + flux_vQ_cum(i, j, l, iQ) - 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) & + Q_cum(i, j + 1, l, iQ) * masse_cum(i, j + 1, l)) - 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 & / (0.5 * (masse_cum(i, j, l) + masse_cum(i, j + 1, l))) - zvQ(j, l, iave, iQ) = zvQ(j, l, iave, iQ) + zqy + vq(j, l, iave, iQ) = vq(j, l, iave, iQ) + qy enddo ! Decomposition - zvQ(j, l, iave, iQ) = zvQ(j, l, iave, iQ)/zmasse(j, l) - zvQ(j, l, itot, iQ) = zvQ(j, l, itot, iQ)*zfactv(j, l) - zvQtmp(j, l) = zvQtmp(j, l)*zfactv(j, l) - zvQ(j, l, immc, iQ) = zv(j, l)*zvQ(j, l, iave, iQ)*zfactv(j, l) - zvQ(j, l, itrs, iQ) = zvQ(j, l, itot, iQ)-zvQtmp(j, l) - zvQ(j, l, istn, iQ) = zvQtmp(j, l)-zvQ(j, l, immc, iQ) + vq(j, l, iave, iQ) = vq(j, l, iave, iQ) / zmasse(j, l) + vq(j, l, itot, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) * factv(j, l) + vqtmp(j, l) = vqtmp(j, l) * factv(j, l) + vq(j, l, immc, iQ) = v(j, l) * vq(j, l, iave, iQ) * factv(j, l) + vq(j, l, itrs, iQ) = vq(j, l, itot, iQ) - vqtmp(j, l) + vq(j, l, istn, iQ) = vqtmp(j, l) - vq(j, l, immc, iQ) enddo enddo - ! fonction de courant meridienne pour la quantite Q + ! Fonction de courant méridienne pour la quantité Q do l = llm, 1, -1 do j = 1, jjm - 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) enddo enddo enddo - ! fonction de courant pour la circulation meridienne moyenne + ! Fonction de courant pour la circulation méridienne moyenne psi = 0. do l = llm, 1, -1 do j = 1, jjm - psi(j, l) = psi(j, l + 1) + zv(j, l) - zv(j, l) = zv(j, l)*zfactv(j, l) + psi(j, l) = psi(j, l + 1) + v(j, l) + v(j, l) = v(j, l) * factv(j, l) enddo enddo - ! sorties proprement dites + ! Sorties proprement dites do iQ = 1, nQ do itr = 1, ntr - call histwrite(fileid, znom(itr, iQ), itau, zvQ(:, :, itr, iQ)) + call histwrite(fileid, znom(itr, iQ), itau, vq(:, :, itr, iQ)) enddo - call histwrite(fileid, 'psi'//nom(iQ), itau, psiQ(:, :llm, iQ)) + call histwrite(fileid, 'psi' // nom(iQ), itau, psiQ(:, :llm, iQ)) enddo call histwrite(fileid, 'masse', itau, zmasse) - call histwrite(fileid, 'v', itau, zv) - psi = psi*1.e-9 + call histwrite(fileid, 'v', itau, v) + psi = psi * 1e-9 call histwrite(fileid, 'psi', itau, psi(:, :llm)) - ! Moyenne verticale + ! Intégrale verticale - forall (iQ = 1: nQ, itr = 2: ntr) zavQ(:, itr, iQ) & - = sum(zvQ(:, :, itr, iQ) * zmasse, dim=2) / sum(zmasse, dim=2) + forall (iQ = 1: nQ, itr = 2: ntr) avq(:, itr, iQ) & + = sum(vq(:, :, itr, iQ) * zmasse, dim=2) / cv_2d(1, :) do iQ = 1, nQ do itr = 2, ntr - call histwrite(fileid, 'a'//znom(itr, iQ), itau, zavQ(:, itr, iQ)) + call histwrite(fileid, 'a' // znom(itr, iQ), itau, avq(:, itr, iQ)) enddo enddo - ! On doit pouvoir tracer systematiquement la fonction de courant. icum = 0 endif writing_step