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trunk/libf/dyn3d/calfis.f90 revision 70 by guez, Mon Jun 24 15:39:52 2013 UTC trunk/dyn3d/calfis.f revision 90 by guez, Wed Mar 12 21:16:36 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, masse, ps, pk, phis, &    SUBROUTINE calfis(rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, ps, pk, phis, phi, &
8         phi, dudyn, dv, dq, w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi, lafin)         w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, dpfi, 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
12    
13      ! 1. Réarrangement des tableaux et transformation des variables      ! 1. R\'earrangement des tableaux et transformation des variables
14      ! dynamiques en variables physiques      ! dynamiques en variables physiques
15    
16      ! 2. Calcul des termes physiques      ! 2. Calcul des termes physiques
# Line 18  contains Line 18  contains
18    
19      ! Remarques:      ! Remarques:
20    
21      ! - Les vents sont donnés dans la physique par leurs composantes      ! - Les vents sont donn\'es dans la physique par leurs composantes
22      ! naturelles.      ! naturelles.
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(l))**kappa
27    
28      ! - Les deux seules variables dépendant de la géométrie      ! - Les deux seules variables d\'ependant de la g\'eom\'etrie
29      ! nécessaires pour la physique sont la latitude pour le      ! n\'ecessaires pour la physique sont la latitude (pour le
30      ! rayonnement et l'aire de la maille quand on veut intégrer une      ! rayonnement) et l'aire de la maille (quand on veut int\'egrer une
31      ! grandeur horizontalement.      ! grandeur horizontalement).
32    
33      use comconst, only: kappa, cpp, dtphys, g      use comconst, only: kappa, cpp, dtphys, g
34      use comgeom, only: apoln, cu_2d, cv_2d, unsaire_2d, apols, rlonu, rlonv      use comgeom, only: apoln, cu_2d, cv_2d, unsaire_2d, apols, rlonu, rlonv
# Line 41  contains Line 41  contains
41      use physiq_m, only: physiq      use physiq_m, only: physiq
42      use pressure_var, only: p3d, pls      use pressure_var, only: p3d, pls
43    
44      ! Arguments :      REAL, intent(in):: rdayvrai
45        REAL, intent(in):: time ! heure de la journ\'ee en fraction de jour
46    
47      ! Input :      REAL, intent(in):: ucov(iim + 1, jjm + 1, llm)
48      ! ucov covariant zonal velocity      ! ucov covariant zonal velocity
     ! vcov covariant meridional velocity  
     ! teta potential temperature  
     ! ps surface pressure  
     ! masse masse d'air dans chaque maille  
     ! pts surface temperature (K)  
     ! callrad clef d'appel au rayonnement  
   
     ! Output :  
     ! dufi tendency for the natural zonal velocity (ms-1)  
     ! dvfi tendency for the natural meridional velocity  
     ! dtetafi tendency for the potential temperature  
     ! pdtsfi tendency for the surface temperature  
49    
50      ! pdtrad radiative tendencies \ input and output      REAL, intent(in):: vcov(iim + 1, jjm, llm)
51      ! pfluxrad radiative fluxes / input and output      ! vcov covariant meridional velocity
52    
53      REAL, intent(in):: rdayvrai      REAL, intent(in):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! teta potential temperature
     REAL, intent(in):: time ! heure de la journée en fraction de jour  
     REAL, intent(in):: ucov(iim + 1, jjm + 1, llm)  
     REAL vcov(iim + 1, jjm, llm)  
     REAL, intent(in):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm)  
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
59    
     REAL masse(iim + 1, jjm + 1, llm)  
     REAL ps(iim + 1, jjm + 1)  
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
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)
     REAL dudyn(iim + 1, jjm + 1, llm)  
     REAL dv(iim + 1, jjm, llm)  
     REAL dq(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)  
65      REAL, intent(in):: w(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: w(iim + 1, jjm + 1, llm)
66      REAL dufi(iim + 1, jjm + 1, llm)  
67      REAL dvfi(iim + 1, jjm, llm)      REAL, intent(out):: dufi(iim + 1, jjm + 1, llm)
68        ! tendency for the covariant zonal velocity (m2 s-2)
69    
70        REAL, intent(out):: dvfi(iim + 1, jjm, llm)
71        ! 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      REAL dqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      ! tendency for the potential temperature
75      REAL dpfi(iim + 1, jjm + 1)  
76        REAL, intent(out):: dqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
77        REAL, intent(out):: dpfi(iim + 1, jjm + 1) ! tendance sur la pression
78      LOGICAL, intent(in):: lafin      LOGICAL, intent(in):: lafin
79    
80      ! Local variables :      ! Local:
81    
82      INTEGER i, j, l, ig0, ig, iq, iiq      INTEGER i, j, l, ig0, iq, iiq
83      REAL zpsrf(klon)      REAL zpsrf(klon)
84    
85      REAL paprs(klon, llm+1), play(klon, llm)      REAL paprs(klon, llm+1), play(klon, llm)
86        ! paprs defini aux (llm +1) interfaces des couches
87        ! play defini aux (llm) milieux des couches  
88    
89      REAL pphi(klon, llm), pphis(klon)      REAL pphi(klon, llm), pphis(klon)
90    
91      REAL u(klon, llm), v(klon, llm)      REAL u(klon, llm), v(klon, llm)
# Line 99  contains Line 94  contains
94      real qx(klon, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields      real qx(klon, llm, nqmx) ! mass fractions of advected fields
95      REAL omega(klon, llm)      REAL omega(klon, llm)
96    
97      REAL d_u(klon, llm), d_v(klon, llm)      REAL d_u(klon, llm), d_v(klon, llm) ! tendances physiques du vent (m s-2)
98      REAL d_t(klon, llm), d_qx(klon, llm, nqmx)      REAL d_t(klon, llm), d_qx(klon, llm, nqmx)
99      REAL d_ps(klon)      REAL d_ps(klon)
100    
101      REAL z1(iim)      REAL z1(iim)
102      REAL pksurcp(iim + 1, jjm + 1)      REAL pksurcp(iim + 1, jjm + 1)
103    
     ! I. Musat: diagnostic PVteta, Amip2  
     INTEGER, PARAMETER:: ntetaSTD=3  
     REAL:: rtetaSTD(ntetaSTD) = (/350., 380., 405./)  
     REAL PVteta(klon, ntetaSTD)  
   
104      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
105    
106      !!print *, "Call sequence information: calfis"      !!print *, "Call sequence information: calfis"
107    
     ! 1. Initialisations :  
     ! latitude, longitude et aires des mailles pour la physique:  
   
108      ! 40. transformation des variables dynamiques en variables physiques:      ! 40. transformation des variables dynamiques en variables physiques:
     ! 41. pressions au sol (en Pascals)  
   
     zpsrf(1) = ps(1, 1)  
   
     ig0 = 2  
     DO j = 2, jjm  
        CALL SCOPY(iim, ps(1, j), 1, zpsrf(ig0), 1)  
        ig0 = ig0+iim  
     ENDDO  
   
     zpsrf(klon) = ps(1, jjm + 1)  
109    
110      ! 42. pression intercouches :      ! 42. pression intercouches :
111    
     ! paprs defini aux (llm +1) interfaces des couches  
     ! play defini aux (llm) milieux des couches    
   
     ! Exner = cp * (p(l) / preff) ** kappa  
   
112      forall (l = 1: llm+1) paprs(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)      forall (l = 1: llm+1) paprs(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)
113    
114      ! 43. temperature naturelle (en K) et pressions milieux couches      ! 43. temperature naturelle (en K) et pressions milieux couches
# Line 187  contains Line 158  contains
158      DO l=1, llm      DO l=1, llm
159         DO j=2, jjm         DO j=2, jjm
160            ig0 = 1+(j-2)*iim            ig0 = 1+(j-2)*iim
161            u(ig0+1, l)= 0.5 * &            u(ig0+1, l)= 0.5 &
162                 (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))
163            DO i=2, iim            DO i=2, iim
164               u(ig0+i, l)= 0.5 * &               u(ig0+i, l)= 0.5 * (ucov(i-1, j, l)/cu_2d(i-1, j) &
                   (ucov(i-1, j, l)/cu_2d(i-1, j) &  
165                    + ucov(i, j, l)/cu_2d(i, j))                    + ucov(i, j, l)/cu_2d(i, j))
166            end DO            end DO
167         end DO         end DO
# Line 204  contains Line 174  contains
174           + vcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))           + vcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))
175      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)
176    
177      ! 47. champs de vents au pôle nord      ! 47. champs de vents au p\^ole nord
178      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
179      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
180    
# Line 218  contains Line 188  contains
188         zvfi(:, 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi         zvfi(:, 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi
189      ENDDO      ENDDO
190    
191      ! 48. champs de vents au pôle sud:      ! 48. champs de vents au p\^ole sud:
192      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
193      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
194    
# Line 235  contains Line 205  contains
205    
206      forall(l= 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)      forall(l= 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)
207    
     !IM calcul PV a teta=350, 380, 405K  
     CALL PVtheta(klon, llm, ucov, vcov, teta, t, play, paprs, &  
          ntetaSTD, rtetaSTD, PVteta)  
   
208      ! Appel de la physique :      ! Appel de la physique :
209      CALL physiq(lafin, rdayvrai, time, dtphys, paprs, play, pphi, pphis, u, &      CALL physiq(lafin, rdayvrai, time, dtphys, paprs, play, pphi, pphis, u, &
210           v, t, qx, omega, d_u, d_v, d_t, d_qx, d_ps, dudyn, PVteta)           v, t, qx, omega, d_u, d_v, d_t, d_qx, d_ps)
211    
212      ! transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:      ! transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:
213    
     ! tendance sur la pression :  
   
214      dpfi = gr_fi_dyn(d_ps)      dpfi = gr_fi_dyn(d_ps)
215    
216      ! 62. enthalpie potentielle      ! 62. enthalpie potentielle
# Line 254  contains Line 218  contains
218         dtetafi(:, :, l) = cpp * gr_fi_dyn(d_t(:, l)) / pk(:, :, l)         dtetafi(:, :, l) = cpp * gr_fi_dyn(d_t(:, l)) / pk(:, :, l)
219      end do      end do
220    
     ! 62. humidite specifique  
   
     DO iq=1, nqmx  
        DO l=1, llm  
           DO i=1, iim + 1  
              dqfi(i, 1, l, iq) = d_qx(1, l, iq)  
              dqfi(i, jjm + 1, l, iq) = d_qx(klon, l, iq)  
           ENDDO  
           DO j=2, jjm  
              ig0=1+(j-2)*iim  
              DO i=1, iim  
                 dqfi(i, j, l, iq) = d_qx(ig0+i, l, iq)  
              ENDDO  
              dqfi(iim + 1, j, l, iq) = dqfi(1, j, l, iq)  
           ENDDO  
        ENDDO  
     ENDDO  
   
221      ! 63. traceurs      ! 63. traceurs
222    
223      ! initialisation des tendances      ! initialisation des tendances
# Line 297  contains Line 243  contains
243      ! 65. champ u:      ! 65. champ u:
244    
245      DO l=1, llm      DO l=1, llm
   
246         DO i=1, iim + 1         DO i=1, iim + 1
247            dufi(i, 1, l) = 0.            dufi(i, 1, l) = 0.
248            dufi(i, jjm + 1, l) = 0.            dufi(i, jjm + 1, l) = 0.
# Line 306  contains Line 251  contains
251         DO j=2, jjm         DO j=2, jjm
252            ig0=1+(j-2)*iim            ig0=1+(j-2)*iim
253            DO i=1, iim-1            DO i=1, iim-1
254               dufi(i, j, l)= &               dufi(i, j, l)= 0.5*(d_u(ig0+i, l)+d_u(ig0+i+1, l))*cu_2d(i, j)
                   0.5*(d_u(ig0+i, l)+d_u(ig0+i+1, l))*cu_2d(i, j)  
255            ENDDO            ENDDO
256            dufi(iim, j, l)= &            dufi(iim, j, l)= 0.5*(d_u(ig0+1, l)+d_u(ig0+iim, l))*cu_2d(iim, j)
                0.5*(d_u(ig0+1, l)+d_u(ig0+iim, l))*cu_2d(iim, j)  
257            dufi(iim + 1, j, l)=dufi(1, j, l)            dufi(iim + 1, j, l)=dufi(1, j, l)
258         ENDDO         ENDDO
   
259      ENDDO      ENDDO
260    
261      ! 67. champ v:      ! 67. champ v:
262    
263      DO l=1, llm      DO l=1, llm
   
264         DO j=2, jjm-1         DO j=2, jjm-1
265            ig0=1+(j-2)*iim            ig0=1+(j-2)*iim
266            DO i=1, iim            DO i=1, iim
267               dvfi(i, j, l)= &               dvfi(i, j, l)= 0.5*(d_v(ig0+i, l)+d_v(ig0+i+iim, l))*cv_2d(i, j)
                   0.5*(d_v(ig0+i, l)+d_v(ig0+i+iim, l))*cv_2d(i, j)  
268            ENDDO            ENDDO
269            dvfi(iim + 1, j, l) = dvfi(1, j, l)            dvfi(iim + 1, j, l) = dvfi(1, j, l)
270         ENDDO         ENDDO
271      ENDDO      ENDDO
272    
273      ! 68. champ v pres des poles:      ! 68. champ v pr\`es des p\^oles:
274      ! v = U * cos(long) + V * SIN(long)      ! v = U * cos(long) + V * SIN(long)
275    
276      DO l=1, llm      DO l=1, llm
277         DO i=1, iim         DO i=1, iim
278            dvfi(i, 1, l)= &            dvfi(i, 1, l)= d_u(1, l)*COS(rlonv(i))+d_v(1, l)*SIN(rlonv(i))
279                 d_u(1, l)*COS(rlonv(i))+d_v(1, l)*SIN(rlonv(i))            dvfi(i, jjm, l)=d_u(klon, l)*COS(rlonv(i)) +d_v(klon, l)*SIN(rlonv(i))
280            dvfi(i, jjm, l)=d_u(klon, l)*COS(rlonv(i)) &            dvfi(i, 1, l)= 0.5*(dvfi(i, 1, l)+d_v(i+1, l))*cv_2d(i, 1)
281                 +d_v(klon, l)*SIN(rlonv(i))            dvfi(i, jjm, l)= 0.5 &
282            dvfi(i, 1, l)= &                 * (dvfi(i, jjm, l) + d_v(klon - iim - 1 + i, l)) * cv_2d(i, jjm)
                0.5*(dvfi(i, 1, l)+d_v(i+1, l))*cv_2d(i, 1)  
           dvfi(i, jjm, l)= &  
                0.5*(dvfi(i, jjm, l)+d_v(klon-iim-1+i, l))*cv_2d(i, jjm)  
283         ENDDO         ENDDO
284    
285         dvfi(iim + 1, 1, l) = dvfi(1, 1, l)         dvfi(iim + 1, 1, l) = dvfi(1, 1, l)

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