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revision 140 by guez, Fri Jun 5 18:58:06 2015 UTC revision 165 by guez, Wed Jul 29 09:52:33 2015 UTC
# Line 2  module inifilr_m Line 2  module inifilr_m
2    
3    IMPLICIT NONE    IMPLICIT NONE
4    
   INTEGER jfiltnu, jfiltsu, jfiltnv, jfiltsv  
   ! jfiltn index of the last scalar line filtered in NH  
   ! jfilts index of the first line filtered in SH  
   
5    ! North:    ! North:
6    real, allocatable:: matriceun(:, :, :), matrinvn(:, :, :)  
7    ! (iim, iim, 2:jfiltnu)    INTEGER jfiltnu, jfiltnv
8      ! index of the last scalar line filtered in northern hemisphere
9    
10      real, allocatable:: matriceun(:, :, :) ! (iim, iim, 2:jfiltnu)
11      ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire
12    
13      real, allocatable:: matrinvn(:, :, :) ! (iim, iim, 2:jfiltnu)
14      ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire, pour
15      ! le filtre inverse
16    
17    real, allocatable:: matricevn(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnv)    real, allocatable:: matricevn(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltnv)
18      ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille de V ou de Z
19    
20    ! South:    ! South:
21    real, allocatable:: matriceus(:, :, :), matrinvs(:, :, :)  
22    ! (iim, iim, jfiltsu:jjm)    integer jfiltsu, jfiltsv
23      ! index of the first line filtered in southern hemisphere
24    
25      real, allocatable:: matriceus(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltsu:jjm)
26      ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire
27    
28      real, allocatable:: matrinvs(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltsu:jjm)
29      ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille scalaire, pour
30      ! le filtre inverse
31    
32    real, allocatable:: matricevs(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltsv:jjm)    real, allocatable:: matricevs(:, :, :) ! (iim, iim, jfiltsv:jjm)
33      ! matrice filtre pour les champs situes sur la grille de V ou de Z
34    
35  contains  contains
36    
37    SUBROUTINE inifilr    SUBROUTINE inifilr
38    
39      ! From filtrez/inifilr.F, version 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:09      ! From filtrez/inifilr.F, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:09
40      ! H. Upadhyaya, O. Sharma      ! H. Upadhyaya, O. Sharma
41    
42      ! This routine computes the eigenfunctions of the laplacian on the      ! This procedure computes the filtering coefficients for scalar
43      ! stretched grid, and the filtering coefficients. The modes are      ! lines and meridional wind v lines. The modes are filtered from
44      ! filtered from modfrst to iim.      ! modfrst to iim. We filter all those latitude lines where coefil
45        ! < 1. No filtering at poles. colat0 is to be used when alpha
46        ! (stretching coefficient) is set equal to zero for the regular
47        ! grid case.
48    
49      USE dimens_m, ONLY : iim, jjm      USE dimens_m, ONLY : iim, jjm
50      USE dynetat0_m, ONLY : rlatu, rlatv, xprimu, grossismx      USE dynetat0_m, ONLY : rlatu, rlatv, xprimu, grossismx
51      use inifgn_m, only: inifgn, eignfnu, eignfnv      use inifgn_m, only: inifgn
52        use jumble, only: new_unit
53      use nr_util, only: pi      use nr_util, only: pi
54    
55      ! Local:      ! Local:
56    
57      REAL dlatu(jjm)      REAL dlatu(jjm)
58      REAL rlamda(2: iim)      REAL rlamda(2:iim)
59      real eignvl(iim) ! eigenvalues      real eignvl(iim) ! eigenvalues sorted in descending order (<= 0)
60      REAL lamdamax, cof      INTEGER i, j, unit
61      INTEGER i, j, k, kf      REAL colat0 ! > 0
62      REAL dymin, colat0      REAL eignft(iim, iim)
63      REAL eignft(iim, iim), coff  
64        real eignfnu(iim, iim), eignfnv(iim, iim)
65        ! eigenvectors of the discrete second derivative with respect to longitude
66    
67      ! Filtering coefficients (lamda_max * cos(rlat) / lamda):      ! Filtering coefficients (lamda_max * cos(rlat) / lamda):
68      real coefilu(iim, jjm), coefilv(iim, jjm)      real coefil(iim)
     real coefilu2(iim, jjm), coefilv2(iim, jjm)  
69    
70      integer modfrstu(jjm), modfrstv(jjm)      ! Index of the mode from where modes are filtered:
71      ! index of the mode from where modes are filtered      integer, allocatable:: modfrstnu(:) ! (2:jfiltnu)
72        integer, allocatable:: modfrstsu(:) ! (jfiltsu:jjm)
73        integer, allocatable:: modfrstnv(:) ! (jfiltnv)
74        integer, allocatable:: modfrstsv(:) ! (jfiltsv:jjm)
75    
76      !-----------------------------------------------------------      !-----------------------------------------------------------
77    
78      print *, "Call sequence information: inifilr"      print *, "Call sequence information: inifilr"
79    
80      CALL inifgn(eignvl)      CALL inifgn(eignvl, eignfnu, eignfnv)
   
     PRINT *, 'EIGNVL '  
     PRINT "(1X, 5E13.6)", eignvl  
   
     ! compute eigenvalues and eigenfunctions  
     ! compute the filtering coefficients for scalar lines and  
     ! meridional wind v-lines  
     ! we filter all those latitude lines where coefil < 1  
     ! NO FILTERING AT POLES  
     ! colat0 is to be used when alpha (stretching coefficient)  
     ! is set equal to zero for the regular grid case  
81    
82      ! Calcul de colat0      ! Calcul de colat0
83        forall (j = 1:jjm) dlatu(j) = rlatu(j) - rlatu(j + 1)
84      DO j = 1, jjm      colat0 = min(0.5, minval(dlatu) / minval(xprimu(:iim)))
        dlatu(j) = rlatu(j) - rlatu(j + 1)  
     END DO  
   
     dymin = dlatu(1)  
     DO j = 2, jjm  
        dymin = min(dymin, dlatu(j))  
     END DO  
   
     colat0 = min(0.5, dymin / minval(xprimu(:iim)))  
   
85      PRINT *, 'colat0 = ', colat0      PRINT *, 'colat0 = ', colat0
86    
87      lamdamax = iim / (pi * colat0 / grossismx)      rlamda = iim / (pi * colat0 / grossismx) / sqrt(- eignvl(2: iim))
     rlamda = lamdamax / sqrt(abs(eignvl(2: iim)))  
   
     DO j = 1, jjm  
        DO i = 1, iim  
           coefilu(i, j) = 0.  
           coefilv(i, j) = 0.  
           coefilu2(i, j) = 0.  
           coefilv2(i, j) = 0.  
        end DO  
     END DO  
   
     ! Determination de jfiltnu, jfiltnv, jfiltsu, jfiltsv  
   
     PRINT *, 'TRUNCATION AT ', iim  
   
     DO j = 2, jjm / 2 + 1  
        IF (cos(rlatu(j)) / colat0 < 1. &  
             .and. rlamda(iim) * cos(rlatu(j)) < 1.) jfiltnu = j  
   
        IF (cos(rlatu(jjm - j + 2)) / colat0 < 1. &  
             .and. rlamda(iim) * cos(rlatu(jjm - j + 2)) < 1.) &  
             jfiltsu = jjm - j + 2  
     END DO  
   
     DO j = 1, jjm / 2  
        IF (cos(rlatv(j)) / colat0 < 1. .and. rlamda(iim) * cos(rlatv(j)) < 1.) &  
             jfiltnv = j  
88    
89         IF (cos(rlatv(jjm - j + 1)) / colat0 < 1. .and. rlamda(iim) &      ! D\'etermination de jfilt[ns][uv] :
             * cos(rlatv(jjm - j + 1)) < 1.) jfiltsv = jjm - j + 1  
     END DO  
90    
91      IF (jfiltnu <= 0) jfiltnu = 1      jfiltnu = (jjm + 1) / 2
92      IF (jfiltnu > jjm / 2 + 1) THEN      do while (cos(rlatu(jfiltnu)) >= colat0 &
93         PRINT *, 'jfiltnu en dehors des valeurs acceptables ', jfiltnu           .or. rlamda(iim) * cos(rlatu(jfiltnu)) >= 1.)
94           jfiltnu = jfiltnu - 1
95        end do
96    
97        jfiltsu = jjm / 2 + 2
98        do while (cos(rlatu(jfiltsu)) >= colat0 &
99             .or. rlamda(iim) * cos(rlatu(jfiltsu)) >= 1.)
100           jfiltsu = jfiltsu + 1
101        end do
102    
103        jfiltnv = jjm / 2
104        do while ((cos(rlatv(jfiltnv)) >= colat0 &
105             .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltnv)) >= 1.) .and. jfiltnv >= 2)
106           jfiltnv = jfiltnv - 1
107        end do
108    
109        if (cos(rlatv(jfiltnv)) >= colat0 &
110             .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltnv)) >= 1.) then
111           ! {jfiltnv == 1}
112           PRINT *, 'Could not find jfiltnv.'
113         STOP 1         STOP 1
114      END IF      END IF
115    
116      IF (jfiltsu <= 0) jfiltsu = 1      jfiltsv = (jjm + 1)/ 2 + 1
117      IF (jfiltsu > jjm + 1) THEN      do while ((cos(rlatv(jfiltsv)) >= colat0 &
118         PRINT *, 'jfiltsu en dehors des valeurs acceptables ', jfiltsu           .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltsv)) >= 1.) .and. jfiltsv <= jjm - 1)
119           jfiltsv = jfiltsv + 1
120        end do
121    
122        IF (cos(rlatv(jfiltsv)) >= colat0 &
123             .or. rlamda(iim) * cos(rlatv(jfiltsv)) >= 1.) THEN
124           ! {jfiltsv == jjm}
125           PRINT *, 'Could not find jfiltsv.'
126         STOP 1         STOP 1
127      END IF      END IF
128    
129      IF (jfiltnv <= 0) jfiltnv = 1      PRINT *, 'jfiltnu =', jfiltnu
130      IF (jfiltnv > jjm / 2) THEN      PRINT *, 'jfiltsu =', jfiltsu
131         PRINT *, 'jfiltnv en dehors des valeurs acceptables ', jfiltnv      PRINT *, 'jfiltnv =', jfiltnv
132         STOP 1      PRINT *, 'jfiltsv =', jfiltsv
     END IF  
133    
134      IF (jfiltsv <= 0) jfiltsv = 1      ! D\'etermination de modfrst[ns][uv] :
     IF (jfiltsv > jjm) THEN  
        PRINT *, 'jfiltsv en dehors des valeurs acceptables ', jfiltsv  
        STOP 1  
     END IF  
   
     PRINT *, 'jfiltnv jfiltsv jfiltnu jfiltsu ', jfiltnv, jfiltsv, jfiltnu, &  
          jfiltsu  
135    
136      ! Determination de coefilu, coefilv, n=modfrstu, modfrstv      allocate(modfrstnu(2:jfiltnu), modfrstsu(jfiltsu:jjm))
137        allocate(modfrstnv(jfiltnv), modfrstsv(jfiltsv:jjm))
     DO j = 1, jjm  
        modfrstu(j) = iim  
        modfrstv(j) = iim  
     END DO  
138    
139      DO j = 2, jfiltnu      DO j = 2, jfiltnu
140         DO k = 2, iim         modfrstnu(j) = 2
141            IF (rlamda(k) * cos(rlatu(j)) < 1.) exit         do while (rlamda(modfrstnu(j)) * cos(rlatu(j)) >= 1. &
142         end DO              .and. modfrstnu(j) <= iim - 1)
143         if (k == iim + 1) cycle            modfrstnu(j) = modfrstnu(j) + 1
144         modfrstu(j) = k         end do
   
        kf = modfrstu(j)  
        DO k = kf, iim  
           cof = rlamda(k) * cos(rlatu(j))  
           coefilu(k, j) = cof - 1.  
           coefilu2(k, j) = cof**2 - 1.  
        end DO  
145      END DO      END DO
146    
147      DO j = 1, jfiltnv      DO j = 1, jfiltnv
148         DO k = 2, iim         modfrstnv(j) = 2
149            IF (rlamda(k) * cos(rlatv(j)) < 1.) exit         do while (rlamda(modfrstnv(j)) * cos(rlatv(j)) >= 1. &
150         end DO              .and. modfrstnv(j) <= iim - 1)
151         if (k == iim + 1) cycle            modfrstnv(j) = modfrstnv(j) + 1
152         modfrstv(j) = k         end do
   
        kf = modfrstv(j)  
        DO k = kf, iim  
           cof = rlamda(k) * cos(rlatv(j))  
           coefilv(k, j) = cof - 1.  
           coefilv2(k, j) = cof**2 - 1.  
        end DO  
153      end DO      end DO
154    
155      DO j = jfiltsu, jjm      DO j = jfiltsu, jjm
156         DO k = 2, iim         modfrstsu(j) = 2
157            IF (rlamda(k) * cos(rlatu(j)) < 1.) exit         do while (rlamda(modfrstsu(j)) * cos(rlatu(j)) >= 1. &
158         end DO              .and. modfrstsu(j) <= iim - 1)
159         if (k == iim + 1) cycle            modfrstsu(j) = modfrstsu(j) + 1
160         modfrstu(j) = k         end do
   
        kf = modfrstu(j)  
        DO k = kf, iim  
           cof = rlamda(k) * cos(rlatu(j))  
           coefilu(k, j) = cof - 1.  
           coefilu2(k, j) = cof**2 - 1.  
        end DO  
161      end DO      end DO
162    
163      DO j = jfiltsv, jjm      DO j = jfiltsv, jjm
164         DO k = 2, iim         modfrstsv(j) = 2
165            IF (rlamda(k) * cos(rlatv(j)) < 1.) exit         do while (rlamda(modfrstsv(j)) * cos(rlatv(j)) >= 1. &
166         end DO              .and. modfrstsv(j) <= iim - 1)
167         if (k == iim + 1) cycle            modfrstsv(j) = modfrstsv(j) + 1
168         modfrstv(j) = k         end do
169        END DO
170         kf = modfrstv(j)  
171         DO k = kf, iim      call new_unit(unit)
172            cof = rlamda(k) * cos(rlatv(j))  
173            coefilv(k, j) = cof - 1.      open(unit, file = "inifilr_out.txt", status = "replace", action = "write")
174            coefilv2(k, j) = cof**2 - 1.      write(unit, fmt = *) '"EIGNVL"', eignvl
175         end DO      close(unit)
176      END DO  
177        open(unit, file = "modfrstnu.csv", status = "replace", action = "write")
178        write(unit, fmt = *) '"rlatu (degrees north)" modfrstnu ' &
179             // '"rlamda(modfrstnu) * cos(rlatu) < 1"'
180        DO j = 2, jfiltnu
181           write(unit, fmt = *) rlatu(j) / pi * 180., modfrstnu(j), &
182                rlamda(modfrstnu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1
183        end DO
184        close(unit)
185    
186      IF (jfiltnv>=jjm / 2 .OR. jfiltnu>=jjm / 2) THEN      open(unit, file = "modfrstnv.csv", status = "replace", action = "write")
187         IF (jfiltnv == jfiltsv) jfiltsv = 1 + jfiltnv      write(unit, fmt = *) '"rlatv (degrees north)" modfrstnv ' &
188         IF (jfiltnu == jfiltsu) jfiltsu = 1 + jfiltnu           // '"rlamda(modfrstnv) * cos(rlatv) < 1"'
189        DO j = 1, jfiltnv
190           write(unit, fmt = *) rlatv(j) / pi * 180., modfrstnv(j), &
191                rlamda(modfrstnv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1
192        end DO
193        close(unit)
194    
195         PRINT *, 'jfiltnv jfiltsv jfiltnu jfiltsu', jfiltnv, jfiltsv, jfiltnu, &      open(unit, file = "modfrstsu.csv", status = "replace", action = "write")
196              jfiltsu       write(unit, fmt = *) '"rlatu (degrees north)" modfrstsu ' &
197      END IF           // '"rlamda(modfrstsu) * cos(rlatu) < 1"'
198       DO j = jfiltsu, jjm
199           write(unit, fmt = *) rlatu(j) / pi * 180., modfrstsu(j), &
200                rlamda(modfrstsu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1
201        end DO
202        close(unit)
203    
204      PRINT *, 'Modes premiers v '      open(unit, file = "modfrstsv.csv", status = "replace", action = "write")
205      PRINT 334, modfrstv      write(unit, fmt = *) '"rlatv (degrees north)" modfrstsv ' &
206      PRINT *, 'Modes premiers u '           // '"rlamda(modfrstsv) * cos(rlatv) < 1"'
207      PRINT 334, modfrstu      DO j = jfiltsv, jjm
208           write(unit, fmt = *) rlatv(j) / pi * 180., modfrstsv(j), &
209                rlamda(modfrstsv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1
210        end DO
211        close(unit)
212    
213      allocate(matriceun(iim, iim, 2:jfiltnu), matrinvn(iim, iim, 2:jfiltnu))      allocate(matriceun(iim, iim, 2:jfiltnu), matrinvn(iim, iim, 2:jfiltnu))
214      allocate(matricevn(iim, iim, jfiltnv))      allocate(matricevn(iim, iim, jfiltnv))
215      allocate(matricevs(iim, iim, jfiltsv:jjm))      allocate(matricevs(iim, iim, jfiltsv:jjm))
216      allocate(matriceus(iim, iim, jfiltsu:jjm), matrinvs(iim, iim, jfiltsu:jjm))      allocate(matriceus(iim, iim, jfiltsu:jjm), matrinvs(iim, iim, jfiltsu:jjm))
217    
218      ! Calcul de la matrice filtre 'matriceu' pour les champs situes      ! Calcul de matriceu et matrinv
     ! sur la grille scalaire  
219    
220      DO j = 2, jfiltnu      DO j = 2, jfiltnu
221         DO i = 1, iim         if (rlamda(modfrstnu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1.) then
222            IF (i < modfrstu(j)) then            DO i = modfrstnu(j), iim
223               coff = 0.               coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatu(j)) - 1.
224            else            end DO
225               coff = coefilu(i, j)  
226            end IF            eignft(:modfrstnu(j) - 1, :) = 0.
227            eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coff  
228         END DO            forall (i = modfrstnu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coefil(i)
229         matriceun(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)            matriceun(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)
230    
231              forall (i = modfrstnu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) &
232                   * coefil(i) / (1. + coefil(i))
233              matrinvn(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)
234           else
235              matriceun(:, :, j) = 0.
236              matrinvn(:, :, j) = 0.
237           end if
238      END DO      END DO
239    
240      DO j = jfiltsu, jjm      DO j = jfiltsu, jjm
241         DO i = 1, iim         if (rlamda(modfrstsu(j)) * cos(rlatu(j)) < 1.) then
242            IF (i < modfrstu(j)) then            DO i = modfrstsu(j), iim
243               coff = 0.               coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatu(j)) - 1.
244            else            end DO
245               coff = coefilu(i, j)  
246            end IF            eignft(:modfrstsu(j) - 1, :) = 0.
247            eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coff  
248         END DO            forall (i = modfrstsu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coefil(i)
249         matriceus(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)            matriceus(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)
250    
251              forall (i = modfrstsu(j):iim) eignft(i, :) = eignfnv(:, i) &
252                   * coefil(i) / (1. + coefil(i))
253              matrinvs(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)
254           else
255              matriceus(:, :, j) = 0.
256              matrinvs(:, :, j) = 0.
257           end if
258      END DO      END DO
259    
260      ! Calcul de la matrice filtre 'matricev' pour les champs situes      ! Calcul de matricev
     ! sur la grille de V ou de Z  
261    
262      DO j = 1, jfiltnv      DO j = 1, jfiltnv
263         DO i = 1, iim         if (rlamda(modfrstnv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1.) then
264            IF (i < modfrstv(j)) then            DO i = modfrstnv(j), iim
265               coff = 0.               coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatv(j)) - 1.
266            else            end DO
267               coff = coefilv(i, j)  
268            end IF            eignft(:modfrstnv(j) - 1, :) = 0.
269            eignft(i, :) = eignfnu(:, i) * coff            forall (i = modfrstnv(j):iim) eignft(i, :) = eignfnu(:, i) * coefil(i)
270         END DO            matricevn(:, :, j) = matmul(eignfnu, eignft)
271         matricevn(:, :, j) = matmul(eignfnu, eignft)         else
272              matricevn(:, :, j) = 0.
273           end if
274      END DO      END DO
275    
276      DO j = jfiltsv, jjm      DO j = jfiltsv, jjm
277         DO i = 1, iim         if (rlamda(modfrstsv(j)) * cos(rlatv(j)) < 1.) then
278            IF (i < modfrstv(j)) then            DO i = modfrstsv(j), iim
279               coff = 0.               coefil(i) = rlamda(i) * cos(rlatv(j)) - 1.
280            else            end DO
281               coff = coefilv(i, j)  
282            end IF            eignft(:modfrstsv(j) - 1, :) = 0.
283            eignft(i, :) = eignfnu(:, i) * coff            forall (i = modfrstsv(j):iim) eignft(i, :) = eignfnu(:, i) * coefil(i)
284         END DO            matricevs(:, :, j) = matmul(eignfnu, eignft)
285         matricevs(:, :, j) = matmul(eignfnu, eignft)         else
286      END DO            matricevs(:, :, j) = 0.
287           end if
     ! Calcul de la matrice filtre 'matrinv' pour les champs situes  
     ! sur la grille scalaire , pour le filtre inverse  
   
     DO j = 2, jfiltnu  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstu(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilu(i, j) / (1. + coefilu(i, j))  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coff  
        END DO  
        matrinvn(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
     END DO  
   
     DO j = jfiltsu, jjm  
        DO i = 1, iim  
           IF (i < modfrstu(j)) then  
              coff = 0.  
           else  
              coff = coefilu(i, j) / (1. + coefilu(i, j))  
           end IF  
           eignft(i, :) = eignfnv(:, i) * coff  
        END DO  
        matrinvs(:, :, j) = matmul(eignfnv, eignft)  
288      END DO      END DO
289    
 334 FORMAT (1X, 24I3)  
   
290    END SUBROUTINE inifilr    END SUBROUTINE inifilr
291    
292  end module inifilr_m  end module inifilr_m
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