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trunk/dyn3d/leapfrog.f revision 128 by guez, Thu Feb 12 16:23:33 2015 UTC trunk/dyn3d/leapfrog.f90 revision 339 by guez, Thu Sep 26 17:08:42 2019 UTC
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8    
9      ! From dyn3d/leapfrog.F, version 1.6, 2005/04/13 08:58:34 revision 616      ! From dyn3d/leapfrog.F, version 1.6, 2005/04/13 08:58:34 revision 616
10      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead, F. Hourdin      ! Authors: P. Le Van, L. Fairhead, F. Hourdin
11      ! Matsuno-leapfrog scheme.  
12        ! Int\'egration temporelle du mod\`ele : Matsuno-leapfrog scheme.
13    
14      use addfi_m, only: addfi      use addfi_m, only: addfi
15      use bilan_dyn_m, only: bilan_dyn      use bilan_dyn_m, only: bilan_dyn
16      use caladvtrac_m, only: caladvtrac      use caladvtrac_m, only: caladvtrac
17      use caldyn_m, only: caldyn      use caldyn_m, only: caldyn
18      USE calfis_m, ONLY: calfis      USE calfis_m, ONLY: calfis
19      USE comconst, ONLY: daysec, dtvr      USE comconst, ONLY: dtvr
20      USE comgeom, ONLY: aire_2d, apoln, apols      USE comgeom, ONLY: aire_2d, apoln, apols
21        use covcont_m, only: covcont
22      USE disvert_m, ONLY: ap, bp      USE disvert_m, ONLY: ap, bp
23      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iconser, iperiod, iphysiq, nday, offline, &      USE conf_gcm_m, ONLY: day_step, iconser, iperiod, iphysiq, nday, iflag_phys
          iflag_phys, iecri  
24      USE conf_guide_m, ONLY: ok_guide      USE conf_guide_m, ONLY: ok_guide
25      USE dimens_m, ONLY: iim, jjm, llm, nqmx      USE dimensions, ONLY: iim, jjm, llm, nqmx
26      use dissip_m, only: dissip      use dissip_m, only: dissip
27      USE dynetat0_m, ONLY: day_ini      USE dynetat0_m, ONLY: day_ini, itau_dyn
28      use dynredem1_m, only: dynredem1      use dynredem1_m, only: dynredem1
29        use enercin_m, only: enercin
30      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
31      use filtreg_m, only: filtreg      use filtreg_scal_m, only: filtreg_scal
     use fluxstokenc_m, only: fluxstokenc  
32      use geopot_m, only: geopot      use geopot_m, only: geopot
33      USE guide_m, ONLY: guide      USE guide_m, ONLY: guide
34      use inidissip_m, only: idissip      use inidissip_m, only: idissip
35      use integrd_m, only: integrd      use integrd_m, only: integrd
36      use nr_util, only: assert      use nr_util, only: assert
     USE pressure_var, ONLY: p3d  
     USE temps, ONLY: itau_dyn  
     use writedynav_m, only: writedynav  
37      use writehist_m, only: writehist      use writehist_m, only: writehist
38    
     ! Variables dynamiques:  
39      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant      REAL, intent(inout):: ucov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm) vent covariant
40      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant      REAL, intent(inout):: vcov(:, :, :) ! (iim + 1, jjm, llm) ! vent covariant
41    
# Line 54  contains Line 51  contains
51    
52      ! Local:      ! Local:
53    
     ! Variables dynamiques:  
   
54      REAL pks(iim + 1, jjm + 1) ! exner au sol      REAL pks(iim + 1, jjm + 1) ! exner au sol
55      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches      REAL pk(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner au milieu des couches
56      REAL pkf(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner filtr\'e au milieu des couches      REAL pkf(iim + 1, jjm + 1, llm) ! exner filtr\'e au milieu des couches
57      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential
58      REAL w(iim + 1, jjm + 1, llm) ! vitesse verticale      REAL w(iim + 1, jjm + 1, llm) ! vertical mass flux, in kg / s
59    
60      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport      ! Variables dynamiques interm\'ediaires pour le transport
61      ! Flux de masse :      ! Flux de masse :
62      REAL pbaru(iim + 1, jjm + 1, llm), pbarv(iim + 1, jjm, llm)      REAL pbaru(iim + 1, jjm + 1, llm), pbarv(iim + 1, jjm, llm)
63    
# Line 72  contains Line 67  contains
67      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)
68    
69      ! Tendances dynamiques      ! Tendances dynamiques
70      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), du(iim + 1, jjm + 1, llm)
71      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm)
72      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))      real dp(iim + 1, jjm + 1)
73    
74      ! Tendances de la dissipation :      ! Tendances de la dissipation :
75      REAL dvdis(iim + 1, jjm, llm), dudis(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dvdis(iim + 1, jjm, llm), dudis(iim + 1, jjm + 1, llm)
# Line 87  contains Line 82  contains
82      ! Variables pour le fichier histoire      ! Variables pour le fichier histoire
83      INTEGER itau ! index of the time step of the dynamics, starts at 0      INTEGER itau ! index of the time step of the dynamics, starts at 0
84      INTEGER itaufin      INTEGER itaufin
     REAL time ! time of day, as a fraction of day length  
     real finvmaold(iim + 1, jjm + 1, llm)  
85      INTEGER l      INTEGER l
86    
87      ! Variables test conservation \'energie      ! Variables test conservation \'energie
# Line 98  contains Line 91  contains
91      logical leapf      logical leapf
92      real dt ! time step, in s      real dt ! time step, in s
93    
94        REAL p3d(iim + 1, jjm + 1, llm + 1) ! pressure at layer interfaces, in Pa
95        ! ("p3d(i, j, l)" is at longitude "rlonv(i)", latitude "rlatu(j)",
96        ! for interface "l")
97    
98      !---------------------------------------------------      !---------------------------------------------------
99    
100      print *, "Call sequence information: leapfrog"      print *, "Call sequence information: leapfrog"
# Line 108  contains Line 105  contains
105    
106      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :
107      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
108      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk)
109        pkf = pk
110        CALL filtreg_scal(pkf, direct = .true., intensive = .true.)
111    
112      time_integration: do itau = 0, itaufin - 1      time_integration: do itau = 0, itaufin - 1
113         leapf = mod(itau, iperiod) /= 0         leapf = mod(itau, iperiod) /= 0
114          
115         if (leapf) then         if (leapf) then
116            dt = 2 * dtvr            dt = 2 * dtvr
117         else         else
# Line 123  contains Line 123  contains
123            tetam1 = teta            tetam1 = teta
124            massem1 = masse            massem1 = masse
125            psm1 = ps            psm1 = ps
           finvmaold = masse  
           CALL filtreg(finvmaold, direct = .false., intensive = .false.)  
126         end if         end if
127    
128         ! Calcul des tendances dynamiques:         ! Calcul des tendances dynamiques:
129         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
130         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &         CALL caldyn(itau, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, du, &
131              dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &              dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = MOD(itau, iconser) == 0)
             conser = MOD(itau, iconser) == 0)  
132    
133         CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, teta, pk)         CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, teta, pk)
134    
        ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:  
        IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &  
             dtvr, itau)  
   
135         ! Int\'egrations dynamique et traceurs:         ! Int\'egrations dynamique et traceurs:
136         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, dteta, &         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, dp, &
137              dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, finvmaold, dt, &              vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, dt, leapf)
             leapf)  
138    
139         forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps         forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
140         CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)         CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk)
141           pkf = pk
142           CALL filtreg_scal(pkf, direct = .true., intensive = .true.)
143    
144         if (.not. leapf) then         if (.not. leapf) then
145            ! Matsuno backward            ! Matsuno backward
146            ! Calcul des tendances dynamiques:            ! Calcul des tendances dynamiques:
147            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
148            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &
149                 phi, dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = .false.)                 phi, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = .false.)
150    
151            ! integrations dynamique et traceurs:            ! integrations dynamique et traceurs:
152            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, &            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, &
153                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, &                 dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, dtvr, &
154                 finvmaold, dtvr, leapf=.false.)                 leapf=.false.)
155    
156            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
157            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk)
158              pkf = pk
159              CALL filtreg_scal(pkf, direct = .true., intensive = .true.)
160         end if         end if
161    
162         IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys) THEN
163            ! Calcul des tendances physiques :            CALL calfis(ucov, vcov, teta, q, p3d, pk, phis, phi, w, dufi, dvfi, &
164            time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step                 dtetafi, dqfi, dayvrai = itau / day_step + day_ini, &
165            IF (time > 1.) time = time - 1.                 time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step, &
           CALL calfis(itau * dtvr / daysec + day_ini, time, ucov, vcov, teta, &  
                q, pk, phis, phi, w, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, &  
166                 lafin = itau + 1 == itaufin)                 lafin = itau + 1 == itaufin)
167    
168            CALL addfi(ucov, vcov, teta, q, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi)            CALL addfi(ucov, vcov, teta, q, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi)
# Line 195  contains Line 189  contains
189    
190            ! Calcul de la valeur moyenne aux p\^oles :            ! Calcul de la valeur moyenne aux p\^oles :
191            forall (l = 1: llm)            forall (l = 1: llm)
192               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) &               teta(:, 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, 1) * teta(:iim, 1, l)) / apoln
193                    / apoln               teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm + 1) &
              teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &  
194                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols
195            END forall            END forall
196         END IF         END IF
197    
198         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iperiod) == 0) THEN
           ! \'Ecriture du fichier histoire moyenne:  
           CALL writedynav(vcov, ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, phis, &  
                time = itau + 1)  
199            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &
200                 q(:, :, :, 1))                 q(:, :, :, 1))
201         ENDIF         ENDIF
202    
203         IF (MOD(itau + 1, iecri * day_step) == 0) THEN         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
204            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)         CALL writehist(vcov, ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, &
205            CALL writehist(itau, vcov, ucov, teta, phi, q, masse, ps)              itau_w = itau_dyn + itau + 1)
        END IF  
206      end do time_integration      end do time_integration
207    
208      CALL dynredem1("restart.nc", vcov, ucov, teta, q, masse, ps, &      CALL dynredem1(vcov, ucov, teta, q, masse, ps, itau = itau_dyn + itaufin)
          itau = itau_dyn + itaufin)  
209    
210      ! Calcul des tendances dynamiques:      ! Calcul des tendances dynamiques:
211      CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)      CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
212      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, &      CALL caldyn(itaufin, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, phi, du, &
213           dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, &           dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)
          conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)  
214    
215    END SUBROUTINE leapfrog    END SUBROUTINE leapfrog
216    
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