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revision 97 by guez, Fri Apr 25 14:58:31 2014 UTC revision 313 by guez, Mon Dec 10 15:54:30 2018 UTC
# Line 4  module leapfrog_m Line 4  module leapfrog_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE leapfrog(ucov, vcov, teta, ps, masse, phis, q, time_0)    SUBROUTINE leapfrog(ucov, vcov, teta, ps, masse, phis, q)
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, dtphys, 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
24           iflag_phys, ok_guide, iecri      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    
39      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
# Line 51  contains Line 50  contains
50      REAL, intent(inout):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL, intent(inout):: q(:, :, :, :) ! (iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
51      ! mass fractions of advected fields      ! mass fractions of advected fields
52    
     REAL, intent(in):: time_0  
   
53      ! Local:      ! Local:
54    
55      ! Variables dynamiques:      ! Variables dynamiques:
# Line 63  contains Line 60  contains
60      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential      REAL phi(iim + 1, jjm + 1, llm) ! geopotential
61      REAL w(iim + 1, jjm + 1, llm) ! vitesse verticale      REAL w(iim + 1, jjm + 1, llm) ! vitesse verticale
62    
63      ! Variables dynamiques intermediaire pour le transport      ! Variables dynamiques interm\'ediaires pour le transport
64      ! Flux de masse :      ! Flux de masse :
65      REAL pbaru(iim + 1, jjm + 1, llm), pbarv(iim + 1, jjm, llm)      REAL pbaru(iim + 1, jjm + 1, llm), pbarv(iim + 1, jjm, llm)
66    
# Line 73  contains Line 70  contains
70      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL massem1(iim + 1, jjm + 1, llm)
71    
72      ! Tendances dynamiques      ! Tendances dynamiques
73      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), dudyn(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dv((iim + 1) * jjm, llm), du(iim + 1, jjm + 1, llm)
74      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL dteta(iim + 1, jjm + 1, llm)
75      real dp((iim + 1) * (jjm + 1))      real dp(iim + 1, jjm + 1)
76    
77      ! Tendances de la dissipation :      ! Tendances de la dissipation :
78      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 86  contains Line 83  contains
83      REAL dtetafi(iim + 1, jjm + 1, llm), dqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL dtetafi(iim + 1, jjm + 1, llm), dqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
84    
85      ! Variables pour le fichier histoire      ! Variables pour le fichier histoire
   
86      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
87      INTEGER itaufin      INTEGER itaufin
     REAL time ! time of day, as a fraction of day length  
     real finvmaold(iim + 1, jjm + 1, llm)  
88      INTEGER l      INTEGER l
     REAL rdayvrai, rdaym_ini  
89    
90      ! Variables test conservation \'energie      ! Variables test conservation \'energie
91      REAL ecin(iim + 1, jjm + 1, llm), ecin0(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL ecin(iim + 1, jjm + 1, llm), ecin0(iim + 1, jjm + 1, llm)
# Line 101  contains Line 94  contains
94      logical leapf      logical leapf
95      real dt ! time step, in s      real dt ! time step, in s
96    
97        REAL p3d(iim + 1, jjm + 1, llm + 1) ! pressure at layer interfaces, in Pa
98        ! ("p3d(i, j, l)" is at longitude "rlonv(i)", latitude "rlatu(j)",
99        ! for interface "l")
100    
101      !---------------------------------------------------      !---------------------------------------------------
102    
103      print *, "Call sequence information: leapfrog"      print *, "Call sequence information: leapfrog"
# Line 111  contains Line 108  contains
108    
109      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :      ! On initialise la pression et la fonction d'Exner :
110      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps      forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
111      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)      CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk)
112        pkf = pk
113        CALL filtreg_scal(pkf, direct = .true., intensive = .true.)
114    
115      time_integration: do itau = 0, itaufin - 1      time_integration: do itau = 0, itaufin - 1
116         leapf = mod(itau, iperiod) /= 0         leapf = mod(itau, iperiod) /= 0
117          
118         if (leapf) then         if (leapf) then
119            dt = 2 * dtvr            dt = 2 * dtvr
120         else         else
121            ! Matsuno            ! Matsuno
122            dt = dtvr            dt = dtvr
123            if (ok_guide .and. (itaufin - itau - 1) * dtvr > 21600.) &            if (ok_guide) call guide(itau, ucov, vcov, teta, q(:, :, :, 1), ps)
                call guide(itau, ucov, vcov, teta, q, masse, ps)  
124            vcovm1 = vcov            vcovm1 = vcov
125            ucovm1 = ucov            ucovm1 = ucov
126            tetam1 = teta            tetam1 = teta
127            massem1 = masse            massem1 = masse
128            psm1 = ps            psm1 = ps
           finvmaold = masse  
           CALL filtreg(finvmaold, jjm + 1, llm, - 2, 2, .TRUE.)  
129         end if         end if
130    
131         ! Calcul des tendances dynamiques:         ! Calcul des tendances dynamiques:
132         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
133         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, &
134              dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &              dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = MOD(itau, iconser) == 0)
             conser = MOD(itau, iconser) == 0)  
135    
136         CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, teta, pk)         CALL caladvtrac(q, pbaru, pbarv, p3d, masse, teta, pk)
137    
        ! Stokage du flux de masse pour traceurs offline:  
        IF (offline) CALL fluxstokenc(pbaru, pbarv, masse, teta, phi, phis, &  
             dtvr, itau)  
   
138         ! Int\'egrations dynamique et traceurs:         ! Int\'egrations dynamique et traceurs:
139         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, dteta, &         CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, dp, &
140              dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, finvmaold, dt, &              vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, dt, leapf)
             leapf)  
141    
142         forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps         forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
143         CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)         CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk)
144           pkf = pk
145           CALL filtreg_scal(pkf, direct = .true., intensive = .true.)
146    
147         if (.not. leapf) then         if (.not. leapf) then
148            ! Matsuno backward            ! Matsuno backward
149            ! Calcul des tendances dynamiques:            ! Calcul des tendances dynamiques:
150            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
151            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &            CALL caldyn(itau + 1, ucov, vcov, teta, ps, masse, pk, pkf, phis, &
152                 phi, dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &                 phi, du, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = .false.)
                conser = .false.)  
153    
154            ! integrations dynamique et traceurs:            ! integrations dynamique et traceurs:
155            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, dudyn, &            CALL integrd(vcovm1, ucovm1, tetam1, psm1, massem1, dv, du, dteta, &
156                 dteta, dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, &                 dp, vcov, ucov, teta, q(:, :, :, :2), ps, masse, dtvr, &
157                 finvmaold, dtvr, leapf=.false.)                 leapf=.false.)
158    
159            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps            forall (l = 1: llm + 1) p3d(:, :, l) = ap(l) + bp(l) * ps
160            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk, pkf)            CALL exner_hyb(ps, p3d, pks, pk)
161              pkf = pk
162              CALL filtreg_scal(pkf, direct = .true., intensive = .true.)
163         end if         end if
164    
165         IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys /= 0) THEN         IF (MOD(itau + 1, iphysiq) == 0 .AND. iflag_phys) THEN
166            ! Calcul des tendances physiques:            CALL calfis(ucov, vcov, teta, q, p3d, pk, phis, phi, w, dufi, dvfi, &
167                   dtetafi, dqfi, dayvrai = itau / day_step + day_ini, &
168                   time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step, &
169                   lafin = itau + 1 == itaufin)
170    
           rdaym_ini = itau * dtvr / daysec  
           rdayvrai = rdaym_ini + day_ini  
           time = REAL(mod(itau, day_step)) / day_step + time_0  
           IF (time > 1.) time = time - 1.  
   
           CALL calfis(rdayvrai, time, ucov, vcov, teta, q, pk, phis, phi, w, &  
                dufi, dvfi, dtetafi, dqfi, lafin = itau + 1 == itaufin)  
   
           ! Ajout des tendances physiques:  
171            CALL addfi(ucov, vcov, teta, q, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi)            CALL addfi(ucov, vcov, teta, q, dufi, dvfi, dtetafi, dqfi)
172         ENDIF         ENDIF
173    
# Line 204  contains Line 192  contains
192    
193            ! Calcul de la valeur moyenne aux p\^oles :            ! Calcul de la valeur moyenne aux p\^oles :
194            forall (l = 1: llm)            forall (l = 1: llm)
195               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
196                    / apoln               teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm + 1) &
              teta(:, jjm + 1, l) = SUM(aire_2d(:iim, jjm+1) &  
197                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols                    * teta(:iim, jjm + 1, l)) / apols
198            END forall            END forall
199         END IF         END IF
200    
201         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)  
202            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &            call bilan_dyn(ps, masse, pk, pbaru, pbarv, teta, phi, ucov, vcov, &
203                 q(:, :, :, 1))                 q(:, :, :, 1))
204         ENDIF         ENDIF
205    
206         IF (MOD(itau + 1, iecri * day_step) == 0) THEN         CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
207            CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)         CALL writehist(vcov, ucov, teta, pk, phi, q, masse, ps, &
208            CALL writehist(itau, vcov, ucov, teta, phi, q, masse, ps)              itau_w = itau_dyn + itau + 1)
        END IF  
209      end do time_integration      end do time_integration
210    
211      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)  
212    
213      ! Calcul des tendances dynamiques:      ! Calcul des tendances dynamiques:
214      CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)      CALL geopot(teta, pk, pks, phis, phi)
215      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, &
216           dudyn, dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, time_0, &           dv, dteta, dp, w, pbaru, pbarv, conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)
          conser = MOD(itaufin, iconser) == 0)  
217    
218    END SUBROUTINE leapfrog    END SUBROUTINE leapfrog
219    
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