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revision 90 by guez, Wed Mar 12 21:16:36 2014 UTC revision 91 by guez, Wed Mar 26 17:18:58 2014 UTC
# Line 5  module calfis_m Line 5  module calfis_m
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE calfis(rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, ps, pk, phis, phi, &    SUBROUTINE calfis(rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, ps, pk, phis, phi, &
8         w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi, lafin)         w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, lafin)
9    
10      ! From dyn3d/calfis.F, version 1.3, 2005/05/25 13:10:09      ! From dyn3d/calfis.F, version 1.3, 2005/05/25 13:10:09
11      ! Authors: P. Le Van, F. Hourdin      ! Authors: P. Le Van, F. Hourdin
# Line 23  contains Line 23  contains
23    
24      ! - La variable thermodynamique de la physique est une variable      ! - La variable thermodynamique de la physique est une variable
25      ! intensive : T.      ! intensive : T.
26      ! Pour la dynamique on prend T * (preff / p(l))**kappa      ! Pour la dynamique on prend T * (preff / p)**kappa
27    
28      ! - Les deux seules variables d\'ependant de la g\'eom\'etrie      ! - Les deux seules variables d\'ependant de la g\'eom\'etrie
29      ! n\'ecessaires pour la physique sont la latitude (pour le      ! n\'ecessaires pour la physique sont la latitude (pour le
# Line 36  contains Line 36  contains
36      use dimphy, only: klon      use dimphy, only: klon
37      use disvert_m, only: preff      use disvert_m, only: preff
38      use grid_change, only: dyn_phy, gr_fi_dyn      use grid_change, only: dyn_phy, gr_fi_dyn
     use iniadvtrac_m, only: niadv  
39      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
40      use physiq_m, only: physiq      use physiq_m, only: physiq
41      use pressure_var, only: p3d, pls      use pressure_var, only: p3d, pls
# Line 44  contains Line 43  contains
43      REAL, intent(in):: rdayvrai      REAL, intent(in):: rdayvrai
44      REAL, intent(in):: time ! heure de la journ\'ee en fraction de jour      REAL, intent(in):: time ! heure de la journ\'ee en fraction de jour
45    
46      REAL, intent(in):: ucov(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
47      ! ucov covariant zonal velocity      ! covariant zonal velocity
48    
49      REAL, intent(in):: vcov(iim + 1, jjm, llm)      REAL, intent(in):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm)
50      ! vcov covariant meridional velocity      !covariant meridional velocity
51    
52      REAL, intent(in):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! teta potential temperature      REAL, intent(in):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
53        ! potential temperature
54    
55      REAL, intent(in):: q(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL, intent(in):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
56      ! mass fractions of advected fields      ! mass fractions of advected fields
57    
58      REAL, intent(in):: ps(iim + 1, jjm + 1) ! ps surface pressure      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) surface pressure
59    
60      REAL, intent(in):: pk(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: pk(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
61      ! Exner = cp * (p / preff)**kappa      ! Exner = cp * (p / preff)**kappa
62    
63      REAL, intent(in):: phis(iim + 1, jjm + 1)      REAL, intent(in):: phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1)
64      REAL, intent(in):: phi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: phi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
65      REAL, intent(in):: w(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: w(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) in kg / s
66    
67      REAL, intent(out):: dufi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(out):: dufi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
68      ! tendency for the covariant zonal velocity (m2 s-2)      ! tendency for the covariant zonal velocity (m2 s-2)
69    
70      REAL, intent(out):: dvfi(iim + 1, jjm, llm)      REAL, intent(out):: dvfi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm)
71      ! tendency for the natural meridional velocity      ! tendency for the natural meridional velocity
72    
73      REAL, intent(out):: dtetafi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(out):: dtetafi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
74      ! tendency for the potential temperature      ! tendency for the potential temperature
75    
76      REAL, intent(out):: dqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL, intent(out):: dqfi(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
     REAL, intent(out):: dpfi(iim + 1, jjm + 1) ! tendance sur la pression  
77      LOGICAL, intent(in):: lafin      LOGICAL, intent(in):: lafin
78    
79      ! Local:      ! Local:
   
80      INTEGER i, j, l, ig0, iq, iiq      INTEGER i, j, l, ig0, iq, iiq
81      REAL zpsrf(klon)      REAL zpsrf(klon)
82        REAL paprs(klon, llm + 1) ! aux interfaces des couches
83      REAL paprs(klon, llm+1), play(klon, llm)      REAL play(klon, llm) ! aux milieux des couches
     ! paprs defini aux (llm +1) interfaces des couches  
     ! play defini aux (llm) milieux des couches    
   
84      REAL pphi(klon, llm), pphis(klon)      REAL pphi(klon, llm), pphis(klon)
   
85      REAL u(klon, llm), v(klon, llm)      REAL u(klon, llm), v(klon, llm)
86      real zvfi(iim + 1, jjm + 1, llm)      real zvfi(iim + 1, jjm + 1, llm)
87      REAL t(klon, llm) ! temperature      REAL t(klon, llm) ! temperature, in K
88      real qx(klon, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields      real qx(klon, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields
89      REAL omega(klon, llm)      REAL omega(klon, llm)
   
90      REAL d_u(klon, llm), d_v(klon, llm) ! tendances physiques du vent (m s-2)      REAL d_u(klon, llm), d_v(klon, llm) ! tendances physiques du vent (m s-2)
91      REAL d_t(klon, llm), d_qx(klon, llm, nqmx)      REAL d_t(klon, llm), d_qx(klon, llm, nqmx)
     REAL d_ps(klon)  
   
92      REAL z1(iim)      REAL z1(iim)
93      REAL pksurcp(iim + 1, jjm + 1)      REAL pksurcp(iim + 1, jjm + 1)
94    
# Line 105  contains Line 96  contains
96    
97      !!print *, "Call sequence information: calfis"      !!print *, "Call sequence information: calfis"
98    
99      ! 40. transformation des variables dynamiques en variables physiques:      ! 40. Transformation des variables dynamiques en variables physiques :
100    
101      ! 42. pression intercouches :      ! 42. Pression intercouches :
102        forall (l = 1: llm + 1) paprs(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)
103    
104      forall (l = 1: llm+1) paprs(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)      ! 43. Température et pression milieu couche
105        DO l = 1, llm
     ! 43. temperature naturelle (en K) et pressions milieux couches  
     DO l=1, llm  
106         pksurcp = pk(:, :, l) / cpp         pksurcp = pk(:, :, l) / cpp
107         pls(:, :, l) = preff * pksurcp**(1./ kappa)         pls(:, :, l) = preff * pksurcp**(1./ kappa)
108         play(:, l) = pack(pls(:, :, l), dyn_phy)         play(:, l) = pack(pls(:, :, l), dyn_phy)
109         t(:, l) = pack(teta(:, :, l) * pksurcp, dyn_phy)         t(:, l) = pack(teta(:, :, l) * pksurcp, dyn_phy)
110      ENDDO      ENDDO
111    
112      ! 43.bis traceurs      ! 43.bis Traceurs :
113      DO iq=1, nqmx      forall (iq = 1: nqmx, l = 1: llm) &
114         iiq=niadv(iq)           qx(:, l, iq) = pack(q(:, :, l, iq), dyn_phy)
        DO l=1, llm  
           qx(1, l, iq) = q(1, 1, l, iiq)  
           ig0 = 2  
           DO j=2, jjm  
              DO i = 1, iim  
                 qx(ig0, l, iq) = q(i, j, l, iiq)  
                 ig0 = ig0 + 1  
              ENDDO  
           ENDDO  
           qx(ig0, l, iq) = q(1, jjm + 1, l, iiq)  
        ENDDO  
     ENDDO  
115    
116      ! Geopotentiel calcule par rapport a la surface locale:      ! Geopotentiel calcule par rapport a la surface locale :
117      forall (l = 1:llm) pphi(:, l) = pack(phi(:, :, l), dyn_phy)      forall (l = 1 :llm) pphi(:, l) = pack(phi(:, :, l), dyn_phy)
118      pphis = pack(phis, dyn_phy)      pphis = pack(phis, dyn_phy)
119      forall (l = 1:llm) pphi(:, l)=pphi(:, l) - pphis      forall (l = 1: llm) pphi(:, l) = pphi(:, l) - pphis
120    
121      ! Calcul de la vitesse verticale (en Pa*m*s ou Kg/s)      ! Calcul de la vitesse verticale :
122      DO l=1, llm      forall (l = 1: llm)
123         omega(1, l)=w(1, 1, l) * g /apoln         omega(1, l) = w(1, 1, l) * g / apoln
124         ig0=2         omega(2: klon - 1, l) &
125         DO j=2, jjm              = pack(w(:iim, 2: jjm, l) * g * unsaire_2d(:iim, 2: jjm), .true.)
126            DO i = 1, iim         omega(klon, l) = w(1, jjm + 1, l) * g / apols
127               omega(ig0, l) = w(i, j, l) * g * unsaire_2d(i, j)      END forall
              ig0 = ig0 + 1  
           ENDDO  
        ENDDO  
        omega(ig0, l)=w(1, jjm + 1, l) * g /apols  
     ENDDO  
128    
129      ! 45. champ u:      ! 45. champ u:
130    
131      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
132         DO j=2, jjm         DO j = 2, jjm
133            ig0 = 1+(j-2)*iim            ig0 = 1 + (j - 2) * iim
134            u(ig0+1, l)= 0.5 &            u(ig0 + 1, l) = 0.5 &
135                 * (ucov(iim, j, l) / cu_2d(iim, j) + ucov(1, j, l) / cu_2d(1, j))                 * (ucov(iim, j, l) / cu_2d(iim, j) + ucov(1, j, l) / cu_2d(1, j))
136            DO i=2, iim            DO i = 2, iim
137               u(ig0+i, l)= 0.5 * (ucov(i-1, j, l)/cu_2d(i-1, j) &               u(ig0 + i, l) = 0.5 * (ucov(i - 1, j, l) / cu_2d(i - 1, j) &
138                    + ucov(i, j, l)/cu_2d(i, j))                    + ucov(i, j, l) / cu_2d(i, j))
139            end DO            end DO
140         end DO         end DO
141      end DO      end DO
142    
143      ! 46.champ v:      ! 46.champ v:
144    
145      forall (j = 2: jjm, l = 1: llm) zvfi(:iim, j, l)= 0.5 &      forall (j = 2: jjm, l = 1: llm) zvfi(:iim, j, l) = 0.5 &
146           * (vcov(:iim, j-1, l) / cv_2d(:iim, j-1) &           * (vcov(:iim, j - 1, l) / cv_2d(:iim, j - 1) &
147           + vcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))           + vcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))
148      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)
149    
# Line 178  contains Line 151  contains
151      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
152      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
153    
154      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
155         z1(1) =(rlonu(1)-rlonu(iim)+2.*pi)*vcov(1, 1, l)/cv_2d(1, 1)         z1(1) = (rlonu(1) - rlonu(iim) + 2. * pi) * vcov(1, 1, l) / cv_2d(1, 1)
156         DO i=2, iim         DO i = 2, iim
157            z1(i) =(rlonu(i)-rlonu(i-1))*vcov(i, 1, l)/cv_2d(i, 1)            z1(i) = (rlonu(i) - rlonu(i - 1)) * vcov(i, 1, l) / cv_2d(i, 1)
158         ENDDO         ENDDO
159    
160         u(1, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi         u(1, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi
# Line 192  contains Line 165  contains
165      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
166      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
167    
168      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
169         z1(1) =(rlonu(1)-rlonu(iim)+2.*pi)*vcov(1, jjm, l) &         z1(1) = (rlonu(1) - rlonu(iim) + 2. * pi) * vcov(1, jjm, l) &
170              /cv_2d(1, jjm)              /cv_2d(1, jjm)
171         DO i=2, iim         DO i = 2, iim
172            z1(i) =(rlonu(i)-rlonu(i-1))*vcov(i, jjm, l)/cv_2d(i, jjm)            z1(i) = (rlonu(i) - rlonu(i - 1)) * vcov(i, jjm, l) / cv_2d(i, jjm)
173         ENDDO         ENDDO
174    
175         u(klon, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi         u(klon, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi
176         zvfi(:, jjm + 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi         zvfi(:, jjm + 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi
177      ENDDO      ENDDO
178    
179      forall(l= 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)      forall(l = 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)
180    
181      ! Appel de la physique :      ! Appel de la physique :
182      CALL physiq(lafin, rdayvrai, time, dtphys, paprs, play, pphi, pphis, u, &      CALL physiq(lafin, rdayvrai, time, dtphys, paprs, play, pphi, pphis, u, &
183           v, t, qx, omega, d_u, d_v, d_t, d_qx, d_ps)           v, t, qx, omega, d_u, d_v, d_t, d_qx)
184    
185      ! transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:      ! transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:
186    
     dpfi = gr_fi_dyn(d_ps)  
   
187      ! 62. enthalpie potentielle      ! 62. enthalpie potentielle
188      do l=1, llm      do l = 1, llm
189         dtetafi(:, :, l) = cpp * gr_fi_dyn(d_t(:, l)) / pk(:, :, l)         dtetafi(:, :, l) = cpp * gr_fi_dyn(d_t(:, l)) / pk(:, :, l)
190      end do      end do
191    
192      ! 63. traceurs      ! 63. traceurs
193        DO iq = 1, nqmx
194      ! initialisation des tendances         DO l = 1, llm
195      dqfi=0.            DO i = 1, iim + 1
196                 dqfi(i, 1, l, iq) = d_qx(1, l, iq)
197      DO iq=1, nqmx               dqfi(i, jjm + 1, l, iq) = d_qx(klon, l, iq)
        iiq=niadv(iq)  
        DO l=1, llm  
           DO i=1, iim + 1  
              dqfi(i, 1, l, iiq) = d_qx(1, l, iq)  
              dqfi(i, jjm + 1, l, iiq) = d_qx(klon, l, iq)  
198            ENDDO            ENDDO
199            DO j=2, jjm            DO j = 2, jjm
200               ig0=1+(j-2)*iim               ig0 = 1 + (j - 2) * iim
201               DO i=1, iim               DO i = 1, iim
202                  dqfi(i, j, l, iiq) = d_qx(ig0+i, l, iq)                  dqfi(i, j, l, iq) = d_qx(ig0 + i, l, iq)
203               ENDDO               ENDDO
204               dqfi(iim + 1, j, l, iiq) = dqfi(1, j, l, iq)               dqfi(iim + 1, j, l, iq) = dqfi(1, j, l, iq)
205            ENDDO            ENDDO
206         ENDDO         ENDDO
207      ENDDO      ENDDO
208    
209      ! 65. champ u:      ! 65. champ u:
210        DO l = 1, llm
211      DO l=1, llm         DO i = 1, iim + 1
        DO i=1, iim + 1  
212            dufi(i, 1, l) = 0.            dufi(i, 1, l) = 0.
213            dufi(i, jjm + 1, l) = 0.            dufi(i, jjm + 1, l) = 0.
214         ENDDO         ENDDO
215    
216         DO j=2, jjm         DO j = 2, jjm
217            ig0=1+(j-2)*iim            ig0 = 1 + (j - 2) * iim
218            DO i=1, iim-1            DO i = 1, iim - 1
219               dufi(i, j, l)= 0.5*(d_u(ig0+i, l)+d_u(ig0+i+1, l))*cu_2d(i, j)               dufi(i, j, l) = 0.5 * (d_u(ig0 + i, l) + d_u(ig0 + i+1, l)) &
220            ENDDO                    * cu_2d(i, j)
221            dufi(iim, j, l)= 0.5*(d_u(ig0+1, l)+d_u(ig0+iim, l))*cu_2d(iim, j)            ENDDO
222            dufi(iim + 1, j, l)=dufi(1, j, l)            dufi(iim, j, l) = 0.5 * (d_u(ig0 + 1, l) + d_u(ig0 + iim, l)) &
223                   * cu_2d(iim, j)
224              dufi(iim + 1, j, l) = dufi(1, j, l)
225         ENDDO         ENDDO
226      ENDDO      ENDDO
227    
228      ! 67. champ v:      ! 67. champ v:
229    
230      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
231         DO j=2, jjm-1         DO j = 2, jjm - 1
232            ig0=1+(j-2)*iim            ig0 = 1 + (j - 2) * iim
233            DO i=1, iim            DO i = 1, iim
234               dvfi(i, j, l)= 0.5*(d_v(ig0+i, l)+d_v(ig0+i+iim, l))*cv_2d(i, j)               dvfi(i, j, l) = 0.5 * (d_v(ig0 + i, l) + d_v(ig0 + i+iim, l)) &
235                      * cv_2d(i, j)
236            ENDDO            ENDDO
237            dvfi(iim + 1, j, l) = dvfi(1, j, l)            dvfi(iim + 1, j, l) = dvfi(1, j, l)
238         ENDDO         ENDDO
# Line 273  contains Line 241  contains
241      ! 68. champ v pr\`es des p\^oles:      ! 68. champ v pr\`es des p\^oles:
242      ! v = U * cos(long) + V * SIN(long)      ! v = U * cos(long) + V * SIN(long)
243    
244      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
245         DO i=1, iim         DO i = 1, iim
246            dvfi(i, 1, l)= d_u(1, l)*COS(rlonv(i))+d_v(1, l)*SIN(rlonv(i))            dvfi(i, 1, l) = d_u(1, l) * COS(rlonv(i)) + d_v(1, l) * SIN(rlonv(i))
247            dvfi(i, jjm, l)=d_u(klon, l)*COS(rlonv(i)) +d_v(klon, l)*SIN(rlonv(i))            dvfi(i, jjm, l) = d_u(klon, l) * COS(rlonv(i)) &
248            dvfi(i, 1, l)= 0.5*(dvfi(i, 1, l)+d_v(i+1, l))*cv_2d(i, 1)                 + d_v(klon, l) * SIN(rlonv(i))
249            dvfi(i, jjm, l)= 0.5 &            dvfi(i, 1, l) = 0.5 * (dvfi(i, 1, l) + d_v(i + 1, l)) * cv_2d(i, 1)
250              dvfi(i, jjm, l) = 0.5 &
251                 * (dvfi(i, jjm, l) + d_v(klon - iim - 1 + i, l)) * cv_2d(i, jjm)                 * (dvfi(i, jjm, l) + d_v(klon - iim - 1 + i, l)) * cv_2d(i, jjm)
252         ENDDO         ENDDO
253    
254         dvfi(iim + 1, 1, l) = dvfi(1, 1, l)         dvfi(iim + 1, 1, l) = dvfi(1, 1, l)
255         dvfi(iim + 1, jjm, l)= dvfi(1, jjm, l)         dvfi(iim + 1, jjm, l) = dvfi(1, jjm, l)
256      ENDDO      ENDDO
257    
258    END SUBROUTINE calfis    END SUBROUTINE calfis
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