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revision 91 by guez, Wed Mar 26 17:18:58 2014 UTC revision 102 by guez, Tue Jul 15 13:43:24 2014 UTC
# Line 9  MODULE guide_m Line 9  MODULE guide_m
9    
10  CONTAINS  CONTAINS
11    
12    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)    SUBROUTINE guide(itau, ucov, vcov, teta, q, ps)
13    
14      ! Author: F.Hourdin      ! Author: F.Hourdin
15    
# Line 22  CONTAINS Line 22  CONTAINS
22           online           online
23      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm
24      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs      USE disvert_m, ONLY: ap, bp, preff, presnivs
25        use dump2d_m, only: dump2d
26      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
27      USE inigrads_m, ONLY: inigrads      USE inigrads_m, ONLY: inigrads
28      use massdair_m, only: massdair      use massdair_m, only: massdair
29      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_open, nf90_close, nf90_inq_dimid, &      use netcdf, only: nf90_nowrite, nf90_close, nf90_inq_dimid
30           nf90_inquire_dimension      use netcdf95, only: nf95_inquire_dimension, nf95_open
31      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
32      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1      USE paramet_m, ONLY: iip1, ip1jm, ip1jmp1, jjp1, llmp1
33      USE q_sat_m, ONLY: q_sat      USE q_sat_m, ONLY: q_sat
# Line 37  CONTAINS Line 38  CONTAINS
38      INTEGER, INTENT(IN):: itau      INTEGER, INTENT(IN):: itau
39    
40      ! variables dynamiques      ! variables dynamiques
41      REAL ucov(ip1jmp1, llm), vcov(ip1jm, llm) ! vents covariants  
42        REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
43        REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
44    
45      REAL, intent(inout):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! température potentielle      REAL, intent(inout):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm) ! température potentielle
46      REAL q(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(inout):: q(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL, intent(out):: masse(ip1jmp1, llm) ! masse d'air  
47      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol      REAL, intent(in):: ps(:, :) ! (iim + 1, jjm + 1) pression au sol
48    
49      ! Local:      ! Local:
50    
51      ! variables dynamiques pour les reanalyses.      ! variables dynamiques pour les reanalyses.
52      REAL, save:: ucovrea1(ip1jmp1, llm), vcovrea1(ip1jm, llm) !vts cov reas  
53        REAL, save:: ucovrea1(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea1(iim + 1, jjm, llm)
54        ! vents covariants reanalyses
55    
56      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
57      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea1(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
58      REAL, save:: ucovrea2(ip1jmp1, llm), vcovrea2(ip1jm, llm) !vts cov reas  
59        REAL, save:: ucovrea2(iim + 1, jjm + 1, llm), vcovrea2(iim + 1, jjm, llm)
60        ! vents covariants reanalyses
61    
62      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: tetarea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
63      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales      REAL, save:: qrea2(iim + 1, jjm + 1, llm) ! temp pot reales
64      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse      REAL, save:: masserea2(ip1jmp1, llm) ! masse
65    
66        ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape
67        ! alpha=1 signifie pas d'injection
68        ! alpha=0 signifie injection totale
69      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)      REAL, save:: alpha_q(iim + 1, jjm + 1)
70      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)      REAL, save:: alpha_t(iim + 1, jjm + 1), alpha_p(ip1jmp1)
71      REAL, save:: alpha_u(ip1jmp1), alpha_v(ip1jm)      REAL, save:: alpha_u(iim + 1, jjm + 1), alpha_v(iim + 1, jjm)
72      REAL dday_step, toto, reste  
     real, save:: itau_test  
73      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea      INTEGER, save:: step_rea, count_no_rea
74    
75      INTEGER ilon, ilat      INTEGER ilon, ilat
76      REAL factt, ztau(iim + 1, jjm + 1)      REAL factt ! pas de temps entre deux appels au guidage, en fraction de jour
77        real ztau(iim + 1, jjm + 1)
78    
79      INTEGER ij, i, j, l      INTEGER ij, l
80      INTEGER ncidpl, status      INTEGER ncidpl, status
81      INTEGER rcod, rid      INTEGER rcod, rid
82      REAL ditau, tau, a      REAL tau
83      INTEGER, SAVE:: nlev      INTEGER, SAVE:: nlev
84    
85      ! TEST SUR QSAT      ! TEST SUR QSAT
86      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)      REAL p(iim + 1, jjm + 1, llmp1)
87      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)      real pk(iim + 1, jjm + 1, llm), pks(iim + 1, jjm + 1)
     REAL pres(iim + 1, jjm + 1, llm)  
88    
89      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL qsat(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL unskap  
     REAL tnat(iim + 1, jjm + 1, llm)  
90    
91      LOGICAL:: first = .TRUE.      INTEGER, parameter:: igrads = 2
     CHARACTER(len=10) file  
     INTEGER:: igrads = 2  
92      REAL:: dtgrads = 100.      REAL:: dtgrads = 100.
93    
94      !-----------------------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------------------
95    
96      PRINT *, 'Call sequence information: guide'      PRINT *, 'Call sequence information: guide'
97    
98      ! calcul de l'humidite saturante      first_call: IF (itau == 0) THEN
99           CALL conf_guide
100      forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps         CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., &
101      CALL massdair(p, masse)              90., 180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, 'guide', 'dyn_zon ')
102      CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)  
103      tnat = pk * teta / cpp         IF (online) THEN
104      unskap = 1. / kappa            ! Constantes de temps de rappel en jour
105      pres = preff * (pk / cpp)**unskap  
106      qsat = q_sat(tnat, pres)            ! coordonnees du centre du zoom
107              CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)
108      ! initialisations pour la lecture des reanalyses.            ! aire de la maille au centre du zoom
109      ! alpha determine la part des injections de donnees a chaque etape            aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)
110      ! alpha=1 signifie pas d'injection            ! aire maximale de la maille
111      ! alpha=0 signifie injection totale            aire_max = 0.
112              DO ij = 1, ip1jmp1
113      IF (online /= - 1) THEN               aire_max = max(aire_max, aire(ij))
114         IF (first) THEN            END DO
           CALL conf_guide  
           file = 'guide'  
           CALL inigrads(igrads, rlonv, 180. / pi, -180., 180., rlatu, -90., 90., &  
                180. / pi, presnivs, 1., dtgrads, file, 'dyn_zon ')  
           PRINT *, '1: en-ligne, 0: hors-ligne (x=x_rea), -1: climat (x=x_gcm)'  
   
           IF (online==1) THEN  
              ! Constantes de temps de rappel en jour  
              ! 0.1 c'est en gros 2h30.  
              ! 1e10 est une constante infinie donc en gros pas de guidage  
   
              ! coordonnees du centre du zoom  
              CALL coordij(clon, clat, ilon, ilat)  
              ! aire de la maille au centre du zoom  
              aire_min = aire(ilon+(ilat - 1) * iip1)  
              ! aire maximale de la maille  
              aire_max = 0.  
              DO ij = 1, ip1jmp1  
                 aire_max = max(aire_max, aire(ij))  
              END DO  
              ! factt = pas de temps en fraction de jour  
              factt = dtvr * iperiod / daysec  
   
              CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)  
              CALL tau2alpha(2, iip1, jjp1, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)  
              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)  
              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_p, tau_max_p, alpha_p)  
              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)  
   
              CALL dump2d(iip1, jjp1, aire, 'AIRE MAILLe ')  
              CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_u, 'COEFF U ')  
              CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_t, 'COEFF T ')  
   
              ! Cas ou on force exactement par les variables analysees  
           ELSE  
              alpha_t = 0.  
              alpha_u = 0.  
              alpha_v = 0.  
              alpha_p = 0.  
              ! physic=.false.  
           END IF  
   
           itau_test = 1001  
           step_rea = 1  
           count_no_rea = 0  
           ncidpl = -99  
   
           ! itau_test montre si l'importation a deja ete faite au rang itau  
           ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux  
           if (guide_u) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)  
           endif  
   
           if (guide_v) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
           endif  
   
           if (guide_T) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)  
           endif  
   
           if (guide_Q) then  
              if (ncidpl.eq. - 99) rcod=nf90_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)  
           endif  
   
           IF (ncep) THEN  
              status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)  
           ELSE  
              status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)  
           END IF  
           status = nf90_inquire_dimension(ncidpl, rid, len=nlev)  
           PRINT *, 'nlev', nlev  
           rcod = nf90_close(ncidpl)  
           ! Lecture du premier etat des reanalyses.  
           CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &  
                masserea2, nlev)  
           qrea2 = max(qrea2, 0.1)  
   
           ! Debut de l'integration temporelle:  
        END IF ! first  
   
        ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:  
   
        ditau = real(itau)  
        dday_step = real(day_step)  
        WRITE (*, *) 'ditau, dday_step'  
        WRITE (*, *) ditau, dday_step  
        toto = 4 * ditau / dday_step  
        reste = toto - aint(toto)  
   
        IF (reste==0.) THEN  
           IF (itau_test==itau) THEN  
              WRITE (*, *) 'deuxieme passage de advreel a itau=', itau  
              STOP  
           ELSE  
              vcovrea1 = vcovrea2  
              ucovrea1 = ucovrea2  
              tetarea1 = tetarea2  
              qrea1 = qrea2  
   
              PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &  
                   count_no_rea, ' non lectures'  
              step_rea = step_rea + 1  
              itau_test = itau  
              CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, &  
                   qrea2, masserea2, nlev)  
              qrea2 = max(qrea2, 0.1)  
              factt = dtvr * iperiod / daysec  
              ztau = factt / max(alpha_t, 1E-10)  
              CALL wrgrads(igrads, 1, aire, 'aire ', 'aire ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, dxdys, 'dxdy ', 'dxdy ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_u, 'au ', 'au ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_t, 'at ', 'at ')  
              CALL wrgrads(igrads, 1, ztau, 'taut ', 'taut ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, ucov, 'u ', 'u ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, ucovrea2, 'ua ', 'ua ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, teta, 'T ', 'T ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, tetarea2, 'Ta ', 'Ta ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, qrea2, 'Qa ', 'Qa ')  
              CALL wrgrads(igrads, llm, q, 'Q ', 'Q ')  
115    
116               CALL wrgrads(igrads, llm, qsat, 'QSAT ', 'QSAT ')            factt = dtvr * iperiod / daysec
117    
118            END IF            CALL tau2alpha(3, iip1, jjm, factt, tau_min_v, tau_max_v, alpha_v)
119              CALL tau2alpha(2, iip1, jjp1, factt, tau_min_u, tau_max_u, alpha_u)
120              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_t, tau_max_t, alpha_t)
121              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_p, tau_max_p, alpha_p)
122              CALL tau2alpha(1, iip1, jjp1, factt, tau_min_q, tau_max_q, alpha_q)
123    
124              CALL dump2d(iip1, jjp1, aire, 'AIRE MAILLe ')
125              CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_u, 'COEFF U ')
126              CALL dump2d(iip1, jjp1, alpha_t, 'COEFF T ')
127         ELSE         ELSE
128            count_no_rea = count_no_rea + 1            ! Cas ou on force exactement par les variables analysees
129              alpha_t = 0.
130              alpha_u = 0.
131              alpha_v = 0.
132              alpha_p = 0.
133         END IF         END IF
134    
135         ! Guidage         step_rea = 1
136         ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses         count_no_rea = 0
137           ncidpl = -99
138         IF (ini_anal) PRINT *, 'ATTENTION !!! ON PART DU GUIDAGE'  
139           ! lecture d'un fichier netcdf pour determiner le nombre de niveaux
140         ditau = real(itau)         if (guide_u) call nf95_open('u.nc',Nf90_NOWRITe,ncidpl)
141         dday_step = real(day_step)         if (guide_v) call nf95_open('v.nc',nf90_nowrite,ncidpl)
142           if (guide_T) call nf95_open('T.nc',nf90_nowrite,ncidpl)
143         tau = 4 * ditau / dday_step         if (guide_Q) call nf95_open('hur.nc',nf90_nowrite, ncidpl)
        tau = tau - aint(tau)  
   
        ! ucov  
        IF (guide_u) THEN  
           DO l = 1, llm  
              DO ij = 1, ip1jmp1  
                 a = (1. - tau) * ucovrea1(ij, l) + tau * ucovrea2(ij, l)  
                 ucov(ij, l) = (1. - alpha_u(ij)) * ucov(ij, l) + alpha_u(ij) * a  
                 IF (first .AND. ini_anal) ucov(ij, l) = a  
              END DO  
           END DO  
        END IF  
144    
145         IF (guide_t) THEN         IF (ncep) THEN
146            DO l = 1, llm            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'LEVEL', rid)
147               do j = 1, jjm + 1         ELSE
148                  DO i = 1, iim + 1            status = nf90_inq_dimid(ncidpl, 'PRESSURE', rid)
                    a = (1. - tau) * tetarea1(i, j, l) + tau * tetarea2(i, j, l)  
                    teta(i, j, l) = (1. - alpha_t(i, j)) * teta(i, j, l) &  
                         + alpha_t(i, j) * a  
                    IF (first .AND. ini_anal) teta(i, j, l) = a  
                 END DO  
              end do  
           END DO  
        END IF  
   
        IF (guide_q) THEN  
           DO l = 1, llm  
              do j = 1, jjm + 1  
                 DO i = 1, iim + 1  
                    a = (1. - tau) * qrea1(i, j, l) + tau * qrea2(i, j, l)  
                    ! hum relative en % -> hum specif  
                    a = qsat(i, j, l) * a * 0.01  
                    q(i, j, l) = (1. - alpha_q(i, j)) * q(i, j, l) &  
                         + alpha_q(i, j) * a  
                    IF (first .AND. ini_anal) q(i, j, l) = a  
                 END DO  
              end do  
           END DO  
        END IF  
   
        ! vcov  
        IF (guide_v) THEN  
           DO l = 1, llm  
              DO ij = 1, ip1jm  
                 a = (1. - tau) * vcovrea1(ij, l) + tau * vcovrea2(ij, l)  
                 vcov(ij, l) = (1. - alpha_v(ij)) * vcov(ij, l) + alpha_v(ij) * a  
                 IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
              END DO  
              IF (first .AND. ini_anal) vcov(ij, l) = a  
           END DO  
149         END IF         END IF
150           call nf95_inquire_dimension(ncidpl, rid, nclen=nlev)
151         first = .FALSE.         PRINT *, 'nlev', nlev
152      end IF         rcod = nf90_close(ncidpl)
153           ! Lecture du premier etat des reanalyses.
154           CALL read_reanalyse(1, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
155                masserea2, nlev)
156           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
157        END IF first_call
158    
159        ! IMPORTATION DES VENTS, PRESSION ET TEMPERATURE REELS:
160    
161        ! Nudging fields are given 4 times per day:
162        IF (mod(itau, day_step / 4) == 0) THEN
163           vcovrea1 = vcovrea2
164           ucovrea1 = ucovrea2
165           tetarea1 = tetarea2
166           qrea1 = qrea2
167    
168           PRINT *, 'LECTURE REANALYSES, pas ', step_rea, 'apres ', &
169                count_no_rea, ' non lectures'
170           step_rea = step_rea + 1
171           CALL read_reanalyse(step_rea, ps, ucovrea2, vcovrea2, tetarea2, qrea2, &
172                masserea2, nlev)
173           qrea2 = max(qrea2, 0.1)
174           factt = dtvr * iperiod / daysec
175           ztau = factt / max(alpha_t, 1E-10)
176           CALL wrgrads(igrads, 1, aire, 'aire ', 'aire ')
177           CALL wrgrads(igrads, 1, dxdys, 'dxdy ', 'dxdy ')
178           CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_u, 'au ', 'au ')
179           CALL wrgrads(igrads, 1, alpha_t, 'at ', 'at ')
180           CALL wrgrads(igrads, 1, ztau, 'taut ', 'taut ')
181           CALL wrgrads(igrads, llm, ucov, 'u ', 'u ')
182           CALL wrgrads(igrads, llm, ucovrea2, 'ua ', 'ua ')
183           CALL wrgrads(igrads, llm, teta, 'T ', 'T ')
184           CALL wrgrads(igrads, llm, tetarea2, 'Ta ', 'Ta ')
185           CALL wrgrads(igrads, llm, qrea2, 'Qa ', 'Qa ')
186           CALL wrgrads(igrads, llm, q, 'Q ', 'Q ')
187        ELSE
188           count_no_rea = count_no_rea + 1
189        END IF
190    
191        ! Guidage
192    
193        tau = mod(real(itau) / real(day_step / 4), 1.)
194    
195        ! x_gcm = a * x_gcm + (1 - a) * x_reanalyses
196    
197        IF (guide_u) THEN
198           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
199              ucov = ucovrea1
200           else
201              forall (l = 1: llm) ucov(:, :, l) = (1. - alpha_u) * ucov(:, :, l) &
202                   + alpha_u * ((1. - tau) * ucovrea1(:, :, l) &
203                   + tau * ucovrea2(:, :, l))
204           end IF
205        END IF
206    
207        IF (guide_t) THEN
208           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
209              teta = tetarea1
210           else
211              forall (l = 1: llm) teta(:, :, l) = (1. - alpha_t) * teta(:, :, l) &
212                   + alpha_t * ((1. - tau) * tetarea1(:, :, l) &
213                   + tau * tetarea2(:, :, l))
214           end IF
215        END IF
216    
217        IF (guide_q) THEN
218           ! Calcul de l'humidité saturante :
219           forall (l = 1: llm + 1) p(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
220           CALL exner_hyb(ps, p, pks, pk)
221           qsat = q_sat(pk * teta / cpp, preff * (pk / cpp)**(1. / kappa))
222    
223           ! humidité relative en % -> humidité spécifique
224           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
225              q = qsat * qrea1 * 0.01
226           else
227              forall (l = 1: llm) q(:, :, l) = (1. - alpha_q) * q(:, :, l) &
228                   + alpha_q * (qsat(:, :, l) * ((1. - tau) * qrea1(:, :, l) &
229                   + tau * qrea2(:, :, l)) * 0.01)
230           end IF
231        END IF
232    
233        IF (guide_v) THEN
234           IF (itau == 0 .AND. ini_anal) then
235              vcov = vcovrea1
236           else
237              forall (l = 1: llm) vcov(:, :, l) = (1. - alpha_v) * vcov(:, :, l) &
238                   + alpha_v * ((1. - tau) * vcovrea1(:, :, l) &
239                   + tau * vcovrea2(:, :, l))
240           end IF
241        END IF
242    
243    END SUBROUTINE guide    END SUBROUTINE guide
244    
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