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trunk/libf/dyn3d/dynetat0.f90 revision 39 by guez, Tue Jan 25 15:11:05 2011 UTC trunk/dyn3d/dynetat0.f revision 278 by guez, Thu Jul 12 17:53:18 2018 UTC
# Line 1  Line 1 
1  module dynetat0_m  module dynetat0_m
2    
3      use dimensions, only: iim, jjm
4    
5    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
6    
7    INTEGER day_ini    private iim, jjm, principal_cshift, invert_zoom_x, funcd
8    
9      INTEGER day_ini
10      ! day number at the beginning of the run, based at value 1 on
11      ! January 1st of annee_ref
12    
13      integer:: day_ref = 1 ! jour de l'ann\'ee de l'\'etat initial
14      ! (= 350 si 20 d\'ecembre par exemple)
15    
16      integer:: annee_ref = 1998 ! Annee de l'etat initial (avec 4 chiffres)
17    
18      REAL, protected:: clon ! longitude of the center of the zoom, in rad
19      real, protected:: clat ! latitude of the center of the zoom, in rad
20    
21      real, protected:: grossismx, grossismy
22      ! facteurs de grossissement du zoom, selon la longitude et la latitude
23      ! = 2 si 2 fois, = 3 si 3 fois, etc.
24    
25      real, protected:: dzoomx, dzoomy
26      ! extensions en longitude et latitude de la zone du zoom (fractions
27      ! de la zone totale)
28    
29      real, protected:: taux, tauy
30      ! raideur de la transition de l'int\'erieur \`a l'ext\'erieur du zoom
31      
32      real, protected:: rlatu(jjm + 1)
33      ! latitudes of points of the "scalar" and "u" grid, in rad
34    
35      real, protected:: rlatv(jjm)
36      ! latitudes of points of the "v" grid, in rad, in decreasing order
37    
38      real, protected:: rlonu(iim + 1)
39      ! longitudes of points of the "u" grid, in rad
40    
41      real, protected:: rlonv(iim + 1)
42      ! longitudes of points of the "scalar" and "v" grid, in rad
43    
44      real, protected:: xprimu(iim + 1), xprimv(iim + 1)
45      ! 2 pi / iim * (derivative of the longitudinal zoom function)(rlon[uv])
46    
47      REAL, protected:: xprimm025(iim + 1), xprimp025(iim + 1)
48      REAL, protected:: rlatu1(jjm), rlatu2(jjm), yprimu1(jjm), yprimu2(jjm)
49      REAL ang0, etot0, ptot0, ztot0, stot0
50      INTEGER, PARAMETER, private:: nmax = 30000
51      DOUBLE PRECISION, private:: abs_y
52    
53      save
54    
55  contains  contains
56    
57    SUBROUTINE dynetat0(vcov, ucov, teta, q, masse, ps, phis, time_0)    SUBROUTINE dynetat0(vcov, ucov, teta, q, masse, ps, phis)
58    
59      ! From dynetat0.F, version 1.2, 2004/06/22 11:45:30      ! From dynetat0.F, version 1.2, 2004/06/22 11:45:30
60      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead
61      ! This procedure reads the initial state of the atmosphere.      ! This procedure reads the initial state of the atmosphere.
62    
63      use comconst, only: im, dtvr, jm, lllm      use comconst, only: dtvr
64      use comvert, only: pa      use conf_gcm_m, only: raz_date
65      use comgeom, only: rlonu, rlatu, rlonv, rlatv, cu_2d, cv_2d, aire_2d      use dimensions, only: iim, jjm, llm, nqmx
66      use dimens_m, only: iim, jjm, llm, nqmx      use disvert_m, only: pa
     use ener, only: etot0, ang0, ptot0, stot0, ztot0  
67      use iniadvtrac_m, only: tname      use iniadvtrac_m, only: tname
     use logic, only: fxyhypb, ysinus  
     use serre, only: clon, clat, grossismy, grossismx  
     use netcdf95, only: NF95_GET_VAR, nf95_open, nf95_inq_varid, NF95_CLOSE  
68      use netcdf, only: NF90_NOWRITE, NF90_NOERR      use netcdf, only: NF90_NOWRITE, NF90_NOERR
69        use netcdf95, only: NF95_GET_VAR, nf95_open, nf95_inq_varid, NF95_CLOSE, &
70             NF95_Gw_VAR
71      use nr_util, only: assert      use nr_util, only: assert
72      use temps, only: day_ref, itau_dyn, annee_ref      use temps, only: itau_dyn
73        use unit_nml_m, only: unit_nml
74    
75      ! Arguments:      REAL, intent(out):: vcov(: , :, :) ! (iim + 1, jjm, llm)
76      REAL, intent(out):: vcov(: , :), ucov(:, :), teta(:, :)      REAL, intent(out):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
77      REAL, intent(out):: q(:, :, :), masse(:, :)      REAL, intent(out):: teta(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
78        REAL, intent(out):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
79        REAL, intent(out):: masse(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm)
80      REAL, intent(out):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) in Pa      REAL, intent(out):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) in Pa
81      REAL, intent(out):: phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1)      REAL, intent(out):: phis(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1)
     REAL, intent(out):: time_0  
82    
83      ! Variables      ! Local variables:
84      INTEGER iq      INTEGER iq
85      INTEGER, PARAMETER:: length = 100      REAL, allocatable:: tab_cntrl(:) ! tableau des param\`etres du run
     REAL tab_cntrl(length) ! tableau des paramètres du run  
86      INTEGER ierr, ncid, varid      INTEGER ierr, ncid, varid
87    
88        namelist /dynetat0_nml/ day_ref, annee_ref
89    
90      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
91    
92      print *, "Call sequence information: dynetat0"      print *, "Call sequence information: dynetat0"
93    
94      call assert(size(vcov, 1) == (iim + 1) * jjm, "dynetat0 vcov 1")      call assert((/size(ucov, 1), size(vcov, 1), size(masse, 1), size(ps, 1), &
95      call assert((/size(ucov, 1), size(teta, 1), size(q, 1), size(masse, 1)/) &           size(phis, 1), size(q, 1), size(teta, 1)/) == iim + 1, "dynetat0 iim")
96           == (iim + 1) * (jjm + 1), "dynetat0 (iim + 1) * (jjm + 1)")      call assert((/size(ucov, 2), size(vcov, 2) + 1, size(masse, 2), &
97      call assert((/size(ps, 1), size(phis, 1)/) == iim + 1, "dynetat0 iim")           size(ps, 2), size(phis, 2), size(q, 2), size(teta, 2)/) == jjm + 1, &
98      call assert((/size(ps, 2), size(phis, 2)/) == jjm + 1, "dynetat0 jjm")           "dynetat0 jjm")
99      call assert((/size(vcov, 2), size(ucov, 2), size(teta, 2), size(q, 2), &      call assert((/size(vcov, 3), size(ucov, 3), size(teta, 3), size(q, 3), &
100           size(masse, 2)/) == llm, "dynetat0 llm")           size(masse, 3)/) == llm, "dynetat0 llm")
101      call assert(size(q, 3) == nqmx, "dynetat0 q 3")      call assert(size(q, 4) == nqmx, "dynetat0 q nqmx")
102    
103      ! Fichier état initial :      ! Fichier \'etat initial :
104      call nf95_open("start.nc", NF90_NOWRITE, ncid)      call nf95_open("start.nc", NF90_NOWRITE, ncid)
105    
106      call nf95_inq_varid(ncid, "controle", varid)      call nf95_inq_varid(ncid, "controle", varid)
107      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, tab_cntrl)      call NF95_Gw_VAR(ncid, varid, tab_cntrl)
108    
109        call assert(int(tab_cntrl(1)) == iim, "dynetat0 tab_cntrl iim")
110        call assert(int(tab_cntrl(2)) == jjm, "dynetat0 tab_cntrl jjm")
111        call assert(int(tab_cntrl(3)) == llm, "dynetat0 tab_cntrl llm")
112    
113        IF (dtvr /= tab_cntrl(12)) THEN
114           print *, 'Warning: the time steps from day_step and "start.nc" ' // &
115                'are different.'
116           print *, 'dtvr from day_step: ', dtvr
117           print *, 'dtvr from "start.nc": ', tab_cntrl(12)
118           print *, 'Using the value from day_step.'
119        ENDIF
120    
     im = int(tab_cntrl(1))  
     jm = int(tab_cntrl(2))  
     lllm = int(tab_cntrl(3))  
     call assert(im == iim, "dynetat0 im iim")  
     call assert(jm == jjm, "dynetat0 jm jjm")  
     call assert(lllm == llm, "dynetat0 lllm llm")  
   
     day_ref = int(tab_cntrl(4))  
     annee_ref = int(tab_cntrl(5))  
     dtvr = tab_cntrl(12)  
121      etot0 = tab_cntrl(13)      etot0 = tab_cntrl(13)
122      ptot0 = tab_cntrl(14)      ptot0 = tab_cntrl(14)
123      ztot0 = tab_cntrl(15)      ztot0 = tab_cntrl(15)
124      stot0 = tab_cntrl(16)      stot0 = tab_cntrl(16)
125      ang0 = tab_cntrl(17)      ang0 = tab_cntrl(17)
126      pa = tab_cntrl(18)      pa = tab_cntrl(18)
127    
128      clon = tab_cntrl(20)      clon = tab_cntrl(20)
129      clat = tab_cntrl(21)      clat = tab_cntrl(21)
130      grossismx = tab_cntrl(22)      grossismx = tab_cntrl(22)
131      grossismy = tab_cntrl(23)      grossismy = tab_cntrl(23)
132      fxyhypb = tab_cntrl(24) == 1.      dzoomx = tab_cntrl(25)
133      if (.not. fxyhypb) ysinus = tab_cntrl(27) == 1.      dzoomy = tab_cntrl(26)
134      itau_dyn = tab_cntrl(31)      taux = tab_cntrl(28)
135        tauy = tab_cntrl(29)
136    
137        print *, "Enter namelist 'dynetat0_nml'."
138        read(unit=*, nml=dynetat0_nml)
139        write(unit_nml, nml=dynetat0_nml)
140    
141        if (raz_date) then
142           print *, 'Resetting the date, using the namelist.'
143           day_ini = day_ref
144           itau_dyn = 0
145        else
146           day_ref = tab_cntrl(4)
147           annee_ref = tab_cntrl(5)
148           itau_dyn = tab_cntrl(31)
149           day_ini = tab_cntrl(30)
150        end if
151    
152        print *, "day_ini = ", day_ini
153    
154      call NF95_INQ_VARID (ncid, "rlonu", varid)      call NF95_INQ_VARID (ncid, "rlonu", varid)
155      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, rlonu)      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, rlonu)
# Line 93  contains Line 163  contains
163      call NF95_INQ_VARID (ncid, "rlatv", varid)      call NF95_INQ_VARID (ncid, "rlatv", varid)
164      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, rlatv)      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, rlatv)
165    
166      call NF95_INQ_VARID (ncid, "cu", varid)      CALL nf95_inq_varid(ncid, 'xprimu', varid)
167      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, cu_2d)      CALL nf95_get_var(ncid, varid, xprimu)
168    
169      call NF95_INQ_VARID (ncid, "cv", varid)      CALL nf95_inq_varid(ncid, 'xprimv', varid)
170      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, cv_2d)      CALL nf95_get_var(ncid, varid, xprimv)
171    
172      call NF95_INQ_VARID (ncid, "aire", varid)      CALL nf95_inq_varid(ncid, 'xprimm025', varid)
173      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, aire_2d)      CALL nf95_get_var(ncid, varid, xprimm025)
174    
175      call NF95_INQ_VARID (ncid, "phisinit", varid)      CALL nf95_inq_varid(ncid, 'xprimp025', varid)
176      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, phis)      CALL nf95_get_var(ncid, varid, xprimp025)
177    
178        call NF95_INQ_VARID (ncid, "rlatu1", varid)
179        call NF95_GET_VAR(ncid, varid, rlatu1)
180    
181        call NF95_INQ_VARID (ncid, "rlatu2", varid)
182        call NF95_GET_VAR(ncid, varid, rlatu2)
183    
184      call NF95_INQ_VARID (ncid, "temps", varid)      CALL nf95_inq_varid(ncid, 'yprimu1', varid)
185      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, time_0)      CALL nf95_get_var(ncid, varid, yprimu1)
186    
187      day_ini = tab_cntrl(30) + INT(time_0)      CALL nf95_inq_varid(ncid, 'yprimu2', varid)
188      time_0 = time_0 - INT(time_0)      CALL nf95_get_var(ncid, varid, yprimu2)
189      ! {0 <= time0 < 1}  
190        call NF95_INQ_VARID (ncid, "phis", varid)
191        call NF95_GET_VAR(ncid, varid, phis)
192    
193      call NF95_INQ_VARID (ncid, "ucov", varid)      call NF95_INQ_VARID (ncid, "ucov", varid)
194      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, ucov, count_nc=(/iim + 1, jjm + 1, llm/))      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, ucov)
195    
196      call NF95_INQ_VARID (ncid, "vcov", varid)      call NF95_INQ_VARID (ncid, "vcov", varid)
197      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, vcov, count_nc=(/iim + 1, jjm, llm/))      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, vcov)
198    
199      call NF95_INQ_VARID (ncid, "teta", varid)      call NF95_INQ_VARID (ncid, "teta", varid)
200      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, teta, count_nc=(/iim + 1, jjm + 1, llm/))      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, teta)
201    
202      DO iq = 1, nqmx      DO iq = 1, nqmx
203         call NF95_INQ_VARID(ncid, tname(iq), varid, ierr)         call NF95_INQ_VARID(ncid, tname(iq), varid, ierr)
204         IF (ierr /= NF90_NOERR) THEN         IF (ierr == NF90_NOERR) THEN
205              call NF95_GET_VAR(ncid, varid, q(:, :, :, iq))
206           ELSE
207            PRINT *, 'dynetat0: "' // tname(iq) // '" not found, ' // &            PRINT *, 'dynetat0: "' // tname(iq) // '" not found, ' // &
208                 "setting it to zero..."                 "setting it to zero..."
209            q(:, :, iq) = 0.            q(:, :, :, iq) = 0.
        ELSE  
           call NF95_GET_VAR(ncid, varid, q(:, :, iq), &  
                count_nc=(/iim + 1, jjm + 1, llm/))  
210         ENDIF         ENDIF
211      ENDDO      ENDDO
212    
213      call NF95_INQ_VARID (ncid, "masse", varid)      call NF95_INQ_VARID (ncid, "masse", varid)
214      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, masse, count_nc=(/iim + 1, jjm + 1, llm/))      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, masse)
215    
216      call NF95_INQ_VARID (ncid, "ps", varid)      call NF95_INQ_VARID (ncid, "ps", varid)
217      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, ps)      call NF95_GET_VAR(ncid, varid, ps)
218        ! Check that there is a single value at each pole:
219        call assert(ps(1, 1) == ps(2:, 1), "dynetat0 ps north pole")
220        call assert(ps(1, jjm + 1) == ps(2:, jjm + 1), "dynetat0 ps south pole")
221    
222      call NF95_CLOSE(ncid)      call NF95_CLOSE(ncid)
223    
224    END SUBROUTINE dynetat0    END SUBROUTINE dynetat0
225    
226      !********************************************************************
227    
228      subroutine read_serre
229    
230        use unit_nml_m, only: unit_nml
231        use nr_util, only: assert, pi
232    
233        REAL:: clon_deg = 0. ! longitude of the center of the zoom, in degrees
234        real:: clat_deg = 0. ! latitude of the center of the zoom, in degrees
235    
236        namelist /serre_nml/ clon_deg, clat_deg, grossismx, grossismy, dzoomx, &
237             dzoomy, taux, tauy
238    
239        !-------------------------------------------------
240    
241        ! Default values:
242        grossismx = 1.
243        grossismy = 1.
244        dzoomx = 0.2
245        dzoomy = 0.2
246        taux = 3.
247        tauy = 3.
248    
249        print *, "Enter namelist 'serre_nml'."
250        read(unit=*, nml=serre_nml)
251        write(unit_nml, nml=serre_nml)
252    
253        call assert(grossismx >= 1. .and. grossismy >= 1., "read_serre grossism")
254        call assert(dzoomx > 0., dzoomx < 1., dzoomy < 1., &
255             "read_serre dzoomx dzoomy")
256        clon = clon_deg / 180. * pi
257        clat = clat_deg / 180. * pi
258    
259      end subroutine read_serre
260    
261      !********************************************************************
262    
263      SUBROUTINE fyhyp
264    
265        ! From LMDZ4/libf/dyn3d/fyhyp.F, version 1.2, 2005/06/03 09:11:32
266    
267        ! Author: P. Le Van, from analysis by R. Sadourny
268    
269        ! Define rlatu, rlatv, rlatu2, yprimu2, rlatu1, yprimu1, using
270        ! clat, grossismy, dzoomy, tauy.
271        
272        ! Calcule les latitudes et dérivées dans la grille du GCM pour une
273        ! fonction f(y) à dérivée tangente hyperbolique.
274    
275        ! Il vaut mieux avoir : grossismy * dzoom < pi / 2
276    
277        use coefpoly_m, only: coefpoly, a0, a1, a2, a3
278        USE dimensions, only: jjm
279        use heavyside_m, only: heavyside
280    
281        ! Local:
282    
283        INTEGER, PARAMETER:: nmax=30000, nmax2=2*nmax
284        REAL dzoom ! distance totale de la zone du zoom (en radians)
285        DOUBLE PRECISION ylat(jjm + 1), yprim(jjm + 1)
286        DOUBLE PRECISION yuv
287        DOUBLE PRECISION, save:: yt(0:nmax2)
288        DOUBLE PRECISION fhyp(0:nmax2), beta
289        DOUBLE PRECISION, save:: ytprim(0:nmax2)
290        DOUBLE PRECISION fxm(0:nmax2)
291        DOUBLE PRECISION, save:: yf(0:nmax2)
292        DOUBLE PRECISION yypr(0:nmax2)
293        DOUBLE PRECISION yvrai(jjm + 1), yprimm(jjm + 1), ylatt(jjm + 1)
294        DOUBLE PRECISION pi, pis2, epsilon, pisjm
295        DOUBLE PRECISION yo1, yi, ylon2, ymoy, yprimin
296        DOUBLE PRECISION yfi, yf1, ffdy
297        DOUBLE PRECISION ypn
298        DOUBLE PRECISION, save::deply, y00
299    
300        INTEGER i, j, it, ik, iter, jlat, jjpn
301        INTEGER, save:: jpn
302        DOUBLE PRECISION yi2, heavyy0, heavyy0m
303        DOUBLE PRECISION fa(0:nmax2), fb(0:nmax2)
304        REAL y0min, y0max
305    
306        !-------------------------------------------------------------------
307    
308        print *, "Call sequence information: fyhyp"
309    
310        pi = 2.*asin(1.)
311        pis2 = pi/2.
312        pisjm = pi/real(jjm)
313        epsilon = 1e-3
314        dzoom = dzoomy*pi
315    
316        DO i = 0, nmax2
317           yt(i) = -pis2 + real(i)*pi/nmax2
318        END DO
319    
320        heavyy0m = heavyside(-clat)
321        heavyy0 = heavyside(clat)
322        y0min = 2.*clat*heavyy0m - pis2
323        y0max = 2.*clat*heavyy0 + pis2
324    
325        fa = 999.999
326        fb = 999.999
327    
328        DO i = 0, nmax2
329           IF (yt(i)<clat) THEN
330              fa(i) = tauy*(yt(i)-clat + dzoom/2.)
331              fb(i) = (yt(i)-2.*clat*heavyy0m + pis2)*(clat-yt(i))
332           ELSE IF (yt(i)>clat) THEN
333              fa(i) = tauy*(clat-yt(i) + dzoom/2.)
334              fb(i) = (2.*clat*heavyy0-yt(i) + pis2)*(yt(i)-clat)
335           END IF
336    
337           IF (200.*fb(i)<-fa(i)) THEN
338              fhyp(i) = -1.
339           ELSE IF (200.*fb(i)<fa(i)) THEN
340              fhyp(i) = 1.
341           ELSE
342              fhyp(i) = tanh(fa(i)/fb(i))
343           END IF
344    
345           IF (yt(i)==clat) fhyp(i) = 1.
346           IF (yt(i)==y0min .OR. yt(i)==y0max) fhyp(i) = -1.
347        END DO
348    
349        ! Calcul de beta
350    
351        ffdy = 0.
352    
353        DO i = 1, nmax2
354           ymoy = 0.5*(yt(i-1) + yt(i))
355           IF (ymoy<clat) THEN
356              fa(i) = tauy*(ymoy-clat + dzoom/2.)
357              fb(i) = (ymoy-2.*clat*heavyy0m + pis2)*(clat-ymoy)
358           ELSE IF (ymoy>clat) THEN
359              fa(i) = tauy*(clat-ymoy + dzoom/2.)
360              fb(i) = (2.*clat*heavyy0-ymoy + pis2)*(ymoy-clat)
361           END IF
362    
363           IF (200.*fb(i)<-fa(i)) THEN
364              fxm(i) = -1.
365           ELSE IF (200.*fb(i)<fa(i)) THEN
366              fxm(i) = 1.
367           ELSE
368              fxm(i) = tanh(fa(i)/fb(i))
369           END IF
370           IF (ymoy==clat) fxm(i) = 1.
371           IF (ymoy==y0min .OR. yt(i)==y0max) fxm(i) = -1.
372           ffdy = ffdy + fxm(i)*(yt(i)-yt(i-1))
373        END DO
374    
375        beta = (grossismy*ffdy-pi)/(ffdy-pi)
376    
377        IF (2. * beta - grossismy <= 0.) THEN
378           print *, 'Attention ! La valeur beta calculee dans la routine fyhyp ' &
379                // 'est mauvaise. Modifier les valeurs de grossismy, tauy ou ' &
380                // 'dzoomy et relancer.'
381           STOP 1
382        END IF
383    
384        ! calcul de Ytprim
385    
386        DO i = 0, nmax2
387           ytprim(i) = beta + (grossismy-beta)*fhyp(i)
388        END DO
389    
390        ! Calcul de Yf
391    
392        yf(0) = -pis2
393        DO i = 1, nmax2
394           yypr(i) = beta + (grossismy-beta)*fxm(i)
395        END DO
396    
397        DO i = 1, nmax2
398           yf(i) = yf(i-1) + yypr(i)*(yt(i)-yt(i-1))
399        END DO
400    
401        ! yuv = 0. si calcul des latitudes aux pts. U
402        ! yuv = 0.5 si calcul des latitudes aux pts. V
403    
404        loop_ik: DO ik = 1, 4
405           IF (ik==1) THEN
406              yuv = 0.
407              jlat = jjm + 1
408           ELSE IF (ik==2) THEN
409              yuv = 0.5
410              jlat = jjm
411           ELSE IF (ik==3) THEN
412              yuv = 0.25
413              jlat = jjm
414           ELSE IF (ik==4) THEN
415              yuv = 0.75
416              jlat = jjm
417           END IF
418    
419           yo1 = 0.
420           DO j = 1, jlat
421              yo1 = 0.
422              ylon2 = -pis2 + pisjm*(real(j) + yuv-1.)
423              yfi = ylon2
424    
425              it = nmax2
426              DO while (it >= 1 .and. yfi < yf(it))
427                 it = it - 1
428              END DO
429    
430              yi = yt(it)
431              IF (it==nmax2) THEN
432                 it = nmax2 - 1
433                 yf(it + 1) = pis2
434              END IF
435    
436              ! Interpolation entre yi(it) et yi(it + 1) pour avoir Y(yi)
437              ! et Y'(yi)
438    
439              CALL coefpoly(yf(it), yf(it + 1), ytprim(it), ytprim(it + 1), &
440                   yt(it), yt(it + 1))
441    
442              yf1 = yf(it)
443              yprimin = a1 + 2.*a2*yi + 3.*a3*yi*yi
444    
445              iter = 1
446              DO
447                 yi = yi - (yf1-yfi)/yprimin
448                 IF (abs(yi-yo1)<=epsilon .or. iter == 300) exit
449                 yo1 = yi
450                 yi2 = yi*yi
451                 yf1 = a0 + a1*yi + a2*yi2 + a3*yi2*yi
452                 yprimin = a1 + 2.*a2*yi + 3.*a3*yi2
453              END DO
454              if (abs(yi-yo1) > epsilon) then
455                 print *, 'Pas de solution.', j, ylon2
456                 STOP 1
457              end if
458    
459              yprimin = a1 + 2.*a2*yi + 3.*a3*yi*yi
460              yprim(j) = pi/(jjm*yprimin)
461              yvrai(j) = yi
462           END DO
463    
464           DO j = 1, jlat - 1
465              IF (yvrai(j + 1)<yvrai(j)) THEN
466                 print *, 'Problème avec rlat(', j + 1, ') plus petit que rlat(', &
467                      j, ')'
468                 STOP 1
469              END IF
470           END DO
471    
472           print *, 'Reorganisation des latitudes pour avoir entre - pi/2 et pi/2'
473    
474           IF (ik==1) THEN
475              ypn = pis2
476              DO j = jjm + 1, 1, -1
477                 IF (yvrai(j)<=ypn) exit
478              END DO
479    
480              jpn = j
481              y00 = yvrai(jpn)
482              deply = pis2 - y00
483           END IF
484    
485           DO j = 1, jjm + 1 - jpn
486              ylatt(j) = -pis2 - y00 + yvrai(jpn + j-1)
487              yprimm(j) = yprim(jpn + j-1)
488           END DO
489    
490           jjpn = jpn
491           IF (jlat==jjm) jjpn = jpn - 1
492    
493           DO j = 1, jjpn
494              ylatt(j + jjm + 1-jpn) = yvrai(j) + deply
495              yprimm(j + jjm + 1-jpn) = yprim(j)
496           END DO
497    
498           ! Fin de la reorganisation
499    
500           DO j = 1, jlat
501              ylat(j) = ylatt(jlat + 1-j)
502              yprim(j) = yprimm(jlat + 1-j)
503           END DO
504    
505           DO j = 1, jlat
506              yvrai(j) = ylat(j)*180./pi
507           END DO
508    
509           IF (ik==1) THEN
510              DO j = 1, jjm + 1
511                 rlatu(j) = ylat(j)
512              END DO
513           ELSE IF (ik==2) THEN
514              DO j = 1, jjm
515                 rlatv(j) = ylat(j)
516              END DO
517           ELSE IF (ik==3) THEN
518              DO j = 1, jjm
519                 rlatu2(j) = ylat(j)
520                 yprimu2(j) = yprim(j)
521              END DO
522           ELSE IF (ik==4) THEN
523              DO j = 1, jjm
524                 rlatu1(j) = ylat(j)
525                 yprimu1(j) = yprim(j)
526              END DO
527           END IF
528        END DO loop_ik
529    
530        DO j = 1, jjm
531           ylat(j) = rlatu(j) - rlatu(j + 1)
532        END DO
533    
534        DO j = 1, jjm
535           IF (rlatu1(j) <= rlatu2(j)) THEN
536              print *, 'Attention ! rlatu1 < rlatu2 ', rlatu1(j), rlatu2(j), j
537              STOP 13
538           ENDIF
539    
540           IF (rlatu2(j) <= rlatu(j+1)) THEN
541              print *, 'Attention ! rlatu2 < rlatup1 ', rlatu2(j), rlatu(j+1), j
542              STOP 14
543           ENDIF
544    
545           IF (rlatu(j) <= rlatu1(j)) THEN
546              print *, ' Attention ! rlatu < rlatu1 ', rlatu(j), rlatu1(j), j
547              STOP 15
548           ENDIF
549    
550           IF (rlatv(j) <= rlatu2(j)) THEN
551              print *, ' Attention ! rlatv < rlatu2 ', rlatv(j), rlatu2(j), j
552              STOP 16
553           ENDIF
554    
555           IF (rlatv(j) >= rlatu1(j)) THEN
556              print *, ' Attention ! rlatv > rlatu1 ', rlatv(j), rlatu1(j), j
557              STOP 17
558           ENDIF
559    
560           IF (rlatv(j) >= rlatu(j)) THEN
561              print *, ' Attention ! rlatv > rlatu ', rlatv(j), rlatu(j), j
562              STOP 18
563           ENDIF
564        ENDDO
565    
566        print *, 'Latitudes'
567        print 3, minval(ylat(:jjm)) *180d0/pi, maxval(ylat(:jjm))*180d0/pi
568    
569    3   Format(1x, ' Au centre du zoom, la longueur de la maille est', &
570             ' d environ ', f0.2, ' degres ', /, &
571             ' alors que la maille en dehors de la zone du zoom est ', &
572             "d'environ ", f0.2, ' degres ')
573    
574        rlatu(1) = pi / 2.
575        rlatu(jjm + 1) = -rlatu(1)
576    
577      END SUBROUTINE fyhyp
578    
579      !********************************************************************
580    
581      SUBROUTINE fxhyp
582    
583        ! From LMDZ4/libf/dyn3d/fxhyp.F, version 1.2, 2005/06/03 09:11:32
584        ! Author: P. Le Van, from formulas by R. Sadourny
585    
586        ! Compute xprimm025, rlonv, xprimv, rlonu, xprimu, xprimp025,
587        ! using clon, grossismx, dzoomx, taux.
588        
589        ! Calcule les longitudes et dérivées dans la grille du GCM pour
590        ! une fonction x_f(\tilde x) à dérivée tangente hyperbolique.
591    
592        ! Il vaut mieux avoir : grossismx \times delta < pi
593    
594        ! Le premier point scalaire pour une grille regulière (grossismx =
595        ! 1) avec clon = 0 est à - 180 degrés.
596    
597        use nr_util, only: pi, pi_d, twopi, twopi_d, arth, assert, rad_to_deg
598    
599        USE dimensions, ONLY: iim
600        use tanh_cautious_m, only: tanh_cautious
601    
602        ! Local:
603        real rlonm025(iim + 1), rlonp025(iim + 1), d_rlonv(iim)
604        REAL delta, h
605        DOUBLE PRECISION, dimension(0:nmax):: xtild, fhyp, G, Xf, ffdx
606        DOUBLE PRECISION beta
607        INTEGER i, is2
608        DOUBLE PRECISION xmoy(nmax), fxm(nmax)
609    
610        !----------------------------------------------------------------------
611    
612        print *, "Call sequence information: fxhyp"
613    
614        if (grossismx == 1.) then
615           h = twopi / iim
616    
617           xprimm025(:iim) = h
618           xprimp025(:iim) = h
619           xprimv(:iim) = h
620           xprimu(:iim) = h
621    
622           rlonv(:iim) = arth(- pi + clon, h, iim)
623           rlonm025(:iim) = rlonv(:iim) - 0.25 * h
624           rlonp025(:iim) = rlonv(:iim) + 0.25 * h
625           rlonu(:iim) = rlonv(:iim) + 0.5 * h
626        else
627           delta = dzoomx * twopi_d
628           xtild = arth(0d0, pi_d / nmax, nmax + 1)
629           forall (i = 1:nmax) xmoy(i) = 0.5d0 * (xtild(i-1) + xtild(i))
630    
631           ! Compute fhyp:
632           fhyp(1:nmax - 1) = tanh_cautious(taux * (delta / 2d0 &
633                - xtild(1:nmax - 1)), xtild(1:nmax - 1) &
634                * (pi_d - xtild(1:nmax - 1)))
635           fhyp(0) = 1d0
636           fhyp(nmax) = -1d0
637    
638           fxm = tanh_cautious(taux * (delta / 2d0 - xmoy), xmoy * (pi_d - xmoy))
639    
640           ! Compute \int_0 ^{\tilde x} F:
641    
642           ffdx(0) = 0d0
643    
644           DO i = 1, nmax
645              ffdx(i) = ffdx(i - 1) + fxm(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))
646           END DO
647    
648           print *, "ffdx(nmax) = ", ffdx(nmax)
649           beta = (pi_d - grossismx * ffdx(nmax)) / (pi_d - ffdx(nmax))
650           print *, "beta = ", beta
651    
652           IF (2d0 * beta - grossismx <= 0d0) THEN
653              print *, 'Bad choice of grossismx, taux, dzoomx.'
654              print *, 'Decrease dzoomx or grossismx.'
655              STOP 1
656           END IF
657    
658           G = beta + (grossismx - beta) * fhyp
659    
660           Xf(:nmax - 1) = beta * xtild(:nmax - 1) + (grossismx - beta) &
661                * ffdx(:nmax - 1)
662           Xf(nmax) = pi_d
663    
664           call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonm025(:iim), xprimm025(:iim), &
665                xuv = - 0.25d0)
666           call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonv(:iim), xprimv(:iim), &
667                xuv = 0d0)
668           call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonu(:iim), xprimu(:iim), &
669                xuv = 0.5d0)
670           call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonp025(:iim), xprimp025(:iim), &
671                xuv = 0.25d0)
672        end if
673    
674        is2 = 0
675    
676        IF (MINval(rlonm025(:iim)) < - pi - 0.1 &
677             .or. MAXval(rlonm025(:iim)) > pi + 0.1) THEN
678           IF (clon <= 0.) THEN
679              is2 = 1
680    
681              do while (rlonm025(is2) < - pi .and. is2 < iim)
682                 is2 = is2 + 1
683              end do
684    
685              call assert(rlonm025(is2) >= - pi, &
686                   "fxhyp -- rlonm025 should be >= - pi")
687           ELSE
688              is2 = iim
689    
690              do while (rlonm025(is2) > pi .and. is2 > 1)
691                 is2 = is2 - 1
692              end do
693    
694              if (rlonm025(is2) > pi) then
695                 print *, 'Rlonm025 plus grand que pi !'
696                 STOP 1
697              end if
698           END IF
699        END IF
700    
701        call principal_cshift(is2, rlonm025, xprimm025)
702        call principal_cshift(is2, rlonv, xprimv)
703        call principal_cshift(is2, rlonu, xprimu)
704        call principal_cshift(is2, rlonp025, xprimp025)
705    
706        forall (i = 1: iim) d_rlonv(i) = rlonv(i + 1) - rlonv(i)
707        print *, "Minimum longitude step:", MINval(d_rlonv) * rad_to_deg, "degrees"
708        print *, "Maximum longitude step:", MAXval(d_rlonv) * rad_to_deg, "degrees"
709    
710        ! Check that rlonm025 <= rlonv <= rlonp025 <= rlonu:
711        DO i = 1, iim + 1
712           IF (rlonp025(i) < rlonv(i)) THEN
713              print *, 'rlonp025(', i, ') = ', rlonp025(i)
714              print *, "< rlonv(", i, ") = ", rlonv(i)
715              STOP 1
716           END IF
717    
718           IF (rlonv(i) < rlonm025(i)) THEN
719              print *, 'rlonv(', i, ') = ', rlonv(i)
720              print *, "< rlonm025(", i, ") = ", rlonm025(i)
721              STOP 1
722           END IF
723    
724           IF (rlonp025(i) > rlonu(i)) THEN
725              print *, 'rlonp025(', i, ') = ', rlonp025(i)
726              print *, "> rlonu(", i, ") = ", rlonu(i)
727              STOP 1
728           END IF
729        END DO
730    
731      END SUBROUTINE fxhyp
732    
733      !********************************************************************
734    
735      subroutine principal_cshift(is2, xlon, xprimm)
736    
737        ! Add or subtract 2 pi so that xlon is near [-pi, pi], then cshift
738        ! so that xlon is in ascending order. Make the same cshift on
739        ! xprimm. Use clon.
740    
741        use nr_util, only: twopi
742    
743        USE dimensions, ONLY: iim
744    
745        integer, intent(in):: is2
746        real, intent(inout):: xlon(:), xprimm(:) ! (iim + 1)
747    
748        !-----------------------------------------------------
749    
750        if (is2 /= 0) then
751           IF (clon <= 0.) THEN
752              IF (is2 /= 1) THEN
753                 xlon(:is2 - 1) = xlon(:is2 - 1) + twopi
754                 xlon(:iim) = cshift(xlon(:iim), shift = is2 - 1)
755                 xprimm(:iim) = cshift(xprimm(:iim), shift = is2 - 1)
756              END IF
757           else
758              xlon(is2 + 1:iim) = xlon(is2 + 1:iim) - twopi
759              xlon(:iim) = cshift(xlon(:iim), shift = is2)
760              xprimm(:iim) = cshift(xprimm(:iim), shift = is2)
761           end IF
762        end if
763    
764        xlon(iim + 1) = xlon(1) + twopi
765        xprimm(iim + 1) = xprimm(1)
766    
767      end subroutine principal_cshift
768    
769      !**********************************************************************
770    
771      subroutine invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, xlon, xprim, xuv)
772    
773        ! Using clon and grossismx.
774    
775        use coefpoly_m, only: coefpoly, a1, a2, a3
776        USE dimensions, ONLY: iim
777        use nr_util, only: pi_d, twopi_d
778        use numer_rec_95, only: hunt, rtsafe
779    
780        DOUBLE PRECISION, intent(in):: beta, Xf(0:), xtild(0:), G(0:) ! (0:nmax)
781    
782        real, intent(out):: xlon(:), xprim(:) ! (iim)
783    
784        DOUBLE PRECISION, intent(in):: xuv
785        ! between - 0.25 and 0.5
786        ! 0. si calcul aux points scalaires
787        ! 0.5 si calcul aux points U
788    
789        ! Local:
790        DOUBLE PRECISION Y
791        DOUBLE PRECISION h ! step of the uniform grid
792        integer i, it
793    
794        DOUBLE PRECISION xvrai(iim), Gvrai(iim)
795        ! intermediary variables because xlon and xprim are single precision
796    
797        !------------------------------------------------------------------
798    
799        print *, "Call sequence information: invert_zoom_x"
800        it = 0 ! initial guess
801        h = twopi_d / iim
802    
803        DO i = 1, iim
804           Y = - pi_d + (i + xuv - 0.75d0) * h
805           ! - pi <= y < pi
806           abs_y = abs(y)
807    
808           ! Distinguish boundaries in order to avoid roundoff error.
809           ! funcd should be exactly equal to 0 at xtild(it) or xtild(it +
810           ! 1) and could be very small with the wrong sign so rtsafe
811           ! would fail.
812           if (abs_y == 0d0) then
813              xvrai(i) = 0d0
814              gvrai(i) = grossismx
815           else if (abs_y == pi_d) then
816              xvrai(i) = pi_d
817              gvrai(i) = 2d0 * beta - grossismx
818           else
819              call hunt(xf, abs_y, it, my_lbound = 0)
820              ! {0 <= it <= nmax - 1}
821    
822              ! Calcul de xvrai(i) et Gvrai(i)
823              CALL coefpoly(Xf(it), Xf(it + 1), G(it), G(it + 1), xtild(it), &
824                   xtild(it + 1))
825              xvrai(i) = rtsafe(funcd, xtild(it), xtild(it + 1), xacc = 1d-6)
826              Gvrai(i) = a1 + xvrai(i) * (2d0 * a2 + xvrai(i) * 3d0 * a3)
827           end if
828    
829           if (y < 0d0) xvrai(i) = - xvrai(i)
830        end DO
831    
832        DO i = 1, iim -1
833           IF (xvrai(i + 1) < xvrai(i)) THEN
834              print *, 'xvrai(', i + 1, ') < xvrai(', i, ')'
835              STOP 1
836           END IF
837        END DO
838    
839        xlon = xvrai + clon
840        xprim = h / Gvrai
841    
842      end subroutine invert_zoom_x
843    
844      !**********************************************************************
845    
846      SUBROUTINE funcd(x, fval, fderiv)
847    
848        use coefpoly_m, only: a0, a1, a2, a3
849    
850        DOUBLE PRECISION, INTENT(IN):: x
851        DOUBLE PRECISION, INTENT(OUT):: fval, fderiv
852    
853        fval = a0 + x * (a1 + x * (a2 + x * a3)) - abs_y
854        fderiv = a1 + x * (2d0 * a2 + x * 3d0 * a3)
855    
856      END SUBROUTINE funcd
857    
858  end module dynetat0_m  end module dynetat0_m

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