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revision 90 by guez, Wed Mar 12 21:16:36 2014 UTC revision 95 by guez, Wed Apr 2 12:59:54 2014 UTC
# Line 4  module calfis_m Line 4  module calfis_m
4    
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, pk, phis, phi, w, &
8         w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi, lafin)         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):: pk(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
   
     REAL, intent(in):: pk(iim + 1, jjm + 1, llm)  
59      ! Exner = cp * (p / preff)**kappa      ! Exner = cp * (p / preff)**kappa
60    
61      REAL, intent(in):: phis(iim + 1, jjm + 1)      REAL, intent(in):: phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1)
62      REAL, intent(in):: phi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: phi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
63      REAL, intent(in):: w(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: w(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) in kg / s
64    
65      REAL, intent(out):: dufi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(out):: dufi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
66      ! tendency for the covariant zonal velocity (m2 s-2)      ! tendency for the covariant zonal velocity (m2 s-2)
67    
68      REAL, intent(out):: dvfi(iim + 1, jjm, llm)      REAL, intent(out):: dvfi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm)
69      ! tendency for the natural meridional velocity      ! tendency for the natural meridional velocity
70    
71      REAL, intent(out):: dtetafi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(out):: dtetafi(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
72      ! tendency for the potential temperature      ! tendency for the potential temperature
73    
74      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  
75      LOGICAL, intent(in):: lafin      LOGICAL, intent(in):: lafin
76    
77      ! Local:      ! Local:
78        INTEGER i, j, l, ig0, iq
79      INTEGER i, j, l, ig0, iq, iiq      REAL paprs(klon, llm + 1) ! aux interfaces des couches
80      REAL zpsrf(klon)      REAL play(klon, llm) ! aux milieux des couches
   
     REAL paprs(klon, llm+1), play(klon, llm)  
     ! paprs defini aux (llm +1) interfaces des couches  
     ! play defini aux (llm) milieux des couches    
   
81      REAL pphi(klon, llm), pphis(klon)      REAL pphi(klon, llm), pphis(klon)
   
82      REAL u(klon, llm), v(klon, llm)      REAL u(klon, llm), v(klon, llm)
83      real zvfi(iim + 1, jjm + 1, llm)      real zvfi(iim + 1, jjm + 1, llm)
84      REAL t(klon, llm) ! temperature      REAL t(klon, llm) ! temperature, in K
85      real qx(klon, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields      real qx(klon, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields
86      REAL omega(klon, llm)      REAL omega(klon, llm)
   
87      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)
88      REAL d_t(klon, llm), d_qx(klon, llm, nqmx)      REAL d_t(klon, llm), d_qx(klon, llm, nqmx)
     REAL d_ps(klon)  
   
89      REAL z1(iim)      REAL z1(iim)
90      REAL pksurcp(iim + 1, jjm + 1)      REAL pksurcp(iim + 1, jjm + 1)
91    
# Line 105  contains Line 93  contains
93    
94      !!print *, "Call sequence information: calfis"      !!print *, "Call sequence information: calfis"
95    
96      ! 40. transformation des variables dynamiques en variables physiques:      ! 40. Transformation des variables dynamiques en variables physiques :
   
     ! 42. pression intercouches :  
97    
98      forall (l = 1: llm+1) paprs(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)      ! 42. Pression intercouches :
99        forall (l = 1: llm + 1) paprs(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)
100    
101      ! 43. temperature naturelle (en K) et pressions milieux couches      ! 43. Température et pression milieu couche
102      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
103         pksurcp = pk(:, :, l) / cpp         pksurcp = pk(:, :, l) / cpp
104         pls(:, :, l) = preff * pksurcp**(1./ kappa)         pls(:, :, l) = preff * pksurcp**(1./ kappa)
105         play(:, l) = pack(pls(:, :, l), dyn_phy)         play(:, l) = pack(pls(:, :, l), dyn_phy)
106         t(:, l) = pack(teta(:, :, l) * pksurcp, dyn_phy)         t(:, l) = pack(teta(:, :, l) * pksurcp, dyn_phy)
107      ENDDO      ENDDO
108    
109      ! 43.bis traceurs      ! 43.bis Traceurs :
110      DO iq=1, nqmx      forall (iq = 1: nqmx, l = 1: llm) &
111         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  
112    
113      ! Geopotentiel calcule par rapport a la surface locale:      ! Geopotentiel calcule par rapport a la surface locale :
114      forall (l = 1:llm) pphi(:, l) = pack(phi(:, :, l), dyn_phy)      forall (l = 1 :llm) pphi(:, l) = pack(phi(:, :, l), dyn_phy)
115      pphis = pack(phis, dyn_phy)      pphis = pack(phis, dyn_phy)
116      forall (l = 1:llm) pphi(:, l)=pphi(:, l) - pphis      forall (l = 1: llm) pphi(:, l) = pphi(:, l) - pphis
117    
118      ! Calcul de la vitesse verticale (en Pa*m*s ou Kg/s)      ! Calcul de la vitesse verticale :
119      DO l=1, llm      forall (l = 1: llm)
120         omega(1, l)=w(1, 1, l) * g /apoln         omega(1, l) = w(1, 1, l) * g / apoln
121         ig0=2         omega(2: klon - 1, l) &
122         DO j=2, jjm              = pack(w(:iim, 2: jjm, l) * g * unsaire_2d(:iim, 2: jjm), .true.)
123            DO i = 1, iim         omega(klon, l) = w(1, jjm + 1, l) * g / apols
124               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  
125    
126      ! 45. champ u:      ! 45. champ u:
127    
128      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
129         DO j=2, jjm         DO j = 2, jjm
130            ig0 = 1+(j-2)*iim            ig0 = 1 + (j - 2) * iim
131            u(ig0+1, l)= 0.5 &            u(ig0 + 1, l) = 0.5 &
132                 * (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))
133            DO i=2, iim            DO i = 2, iim
134               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) &
135                    + ucov(i, j, l)/cu_2d(i, j))                    + ucov(i, j, l) / cu_2d(i, j))
136            end DO            end DO
137         end DO         end DO
138      end DO      end DO
139    
140      ! 46.champ v:      ! 46.champ v:
141    
142      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 &
143           * (vcov(:iim, j-1, l) / cv_2d(:iim, j-1) &           * (vcov(:iim, j - 1, l) / cv_2d(:iim, j - 1) &
144           + vcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))           + vcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))
145      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)
146    
# Line 178  contains Line 148  contains
148      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
149      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
150    
151      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
152         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)
153         DO i=2, iim         DO i = 2, iim
154            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)
155         ENDDO         ENDDO
156    
157         u(1, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi         u(1, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi
# Line 192  contains Line 162  contains
162      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
163      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
164    
165      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
166         z1(1) =(rlonu(1)-rlonu(iim)+2.*pi)*vcov(1, jjm, l) &         z1(1) = (rlonu(1) - rlonu(iim) + 2. * pi) * vcov(1, jjm, l) &
167              /cv_2d(1, jjm)              /cv_2d(1, jjm)
168         DO i=2, iim         DO i = 2, iim
169            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)
170         ENDDO         ENDDO
171    
172         u(klon, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi         u(klon, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi
173         zvfi(:, jjm + 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi         zvfi(:, jjm + 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi
174      ENDDO      ENDDO
175    
176      forall(l= 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)      forall(l = 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)
177    
178      ! Appel de la physique :      ! Appel de la physique :
179      CALL physiq(lafin, rdayvrai, time, dtphys, paprs, play, pphi, pphis, u, &      CALL physiq(lafin, rdayvrai, time, dtphys, paprs, play, pphi, pphis, u, &
180           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)
181    
182      ! transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:      ! transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:
183    
     dpfi = gr_fi_dyn(d_ps)  
   
184      ! 62. enthalpie potentielle      ! 62. enthalpie potentielle
185      do l=1, llm      do l = 1, llm
186         dtetafi(:, :, l) = cpp * gr_fi_dyn(d_t(:, l)) / pk(:, :, l)         dtetafi(:, :, l) = cpp * gr_fi_dyn(d_t(:, l)) / pk(:, :, l)
187      end do      end do
188    
189      ! 63. traceurs      ! 63. traceurs
190        DO iq = 1, nqmx
191      ! initialisation des tendances         DO l = 1, llm
192      dqfi=0.            DO i = 1, iim + 1
193                 dqfi(i, 1, l, iq) = d_qx(1, l, iq)
194      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)  
195            ENDDO            ENDDO
196            DO j=2, jjm            DO j = 2, jjm
197               ig0=1+(j-2)*iim               ig0 = 1 + (j - 2) * iim
198               DO i=1, iim               DO i = 1, iim
199                  dqfi(i, j, l, iiq) = d_qx(ig0+i, l, iq)                  dqfi(i, j, l, iq) = d_qx(ig0 + i, l, iq)
200               ENDDO               ENDDO
201               dqfi(iim + 1, j, l, iiq) = dqfi(1, j, l, iq)               dqfi(iim + 1, j, l, iq) = dqfi(1, j, l, iq)
202            ENDDO            ENDDO
203         ENDDO         ENDDO
204      ENDDO      ENDDO
205    
206      ! 65. champ u:      ! 65. champ u:
207        DO l = 1, llm
208      DO l=1, llm         DO i = 1, iim + 1
        DO i=1, iim + 1  
209            dufi(i, 1, l) = 0.            dufi(i, 1, l) = 0.
210            dufi(i, jjm + 1, l) = 0.            dufi(i, jjm + 1, l) = 0.
211         ENDDO         ENDDO
212    
213         DO j=2, jjm         DO j = 2, jjm
214            ig0=1+(j-2)*iim            ig0 = 1 + (j - 2) * iim
215            DO i=1, iim-1            DO i = 1, iim - 1
216               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)) &
217            ENDDO                    * cu_2d(i, j)
218            dufi(iim, j, l)= 0.5*(d_u(ig0+1, l)+d_u(ig0+iim, l))*cu_2d(iim, j)            ENDDO
219            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)) &
220                   * cu_2d(iim, j)
221              dufi(iim + 1, j, l) = dufi(1, j, l)
222         ENDDO         ENDDO
223      ENDDO      ENDDO
224    
225      ! 67. champ v:      ! 67. champ v:
226    
227      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
228         DO j=2, jjm-1         DO j = 2, jjm - 1
229            ig0=1+(j-2)*iim            ig0 = 1 + (j - 2) * iim
230            DO i=1, iim            DO i = 1, iim
231               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)) &
232                      * cv_2d(i, j)
233            ENDDO            ENDDO
234            dvfi(iim + 1, j, l) = dvfi(1, j, l)            dvfi(iim + 1, j, l) = dvfi(1, j, l)
235         ENDDO         ENDDO
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238      ! 68. champ v pr\`es des p\^oles:      ! 68. champ v pr\`es des p\^oles:
239      ! v = U * cos(long) + V * SIN(long)      ! v = U * cos(long) + V * SIN(long)
240    
241      DO l=1, llm      DO l = 1, llm
242         DO i=1, iim         DO i = 1, iim
243            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))
244            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)) &
245            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))
246            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)
247              dvfi(i, jjm, l) = 0.5 &
248                 * (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)
249         ENDDO         ENDDO
250    
251         dvfi(iim + 1, 1, l) = dvfi(1, 1, l)         dvfi(iim + 1, 1, l) = dvfi(1, 1, l)
252         dvfi(iim + 1, jjm, l)= dvfi(1, jjm, l)         dvfi(iim + 1, jjm, l) = dvfi(1, jjm, l)
253      ENDDO      ENDDO
254    
255    END SUBROUTINE calfis    END SUBROUTINE calfis
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