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revision 39 by guez, Tue Jan 25 15:11:05 2011 UTC revision 44 by guez, Wed Apr 13 12:29:18 2011 UTC
# Line 4  module calfis_m Line 4  module calfis_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE calfis(rdayvrai, heure, pucov, pvcov, pteta, q, &    SUBROUTINE calfis(rdayvrai, heure, pucov, pvcov, teta, q, pmasse, pps, &
8         pmasse, pps, ppk, pphis, pphi, pducov, pdvcov, pdteta, pdq, pw, &         ppk, pphis, pphi, pducov, pdvcov, pdq, pw, pdufi, pdvfi, pdhfi, pdqfi, &
9         pdufi, pdvfi, pdhfi, pdqfi, pdpsfi, lafin)         pdpsfi, lafin)
10    
11      ! From dyn3d/calfis.F, version 1.3 2005/05/25 13:10:09      ! From dyn3d/calfis.F, version 1.3 2005/05/25 13:10:09
12      ! Authors : P. Le Van, F. Hourdin      ! Authors: P. Le Van, F. Hourdin
13    
14      !   1. rearrangement des tableaux et transformation      ! 1. Réarrangement des tableaux et transformation variables
15      !      variables dynamiques  >  variables physiques      ! dynamiques en variables physiques
16      !   2. calcul des termes physiques      ! 2. Calcul des termes physiques
17      !   3. retransformation des tendances physiques en tendances dynamiques      ! 3. Retransformation des tendances physiques en tendances dynamiques
18    
19      !   remarques:      ! Remarques:
20      !   ----------  
21        ! - Les vents sont donnés dans la physique par leurs composantes
22      !    - les vents sont donnes dans la physique par leurs composantes      ! naturelles.
23      !      naturelles.  
24      !    - la variable thermodynamique de la physique est une variable      ! - La variable thermodynamique de la physique est une variable
25      !      intensive :   T      ! intensive : T.
26      !      pour la dynamique on prend    T * (preff / p(l)) **kappa      ! Pour la dynamique on prend T * (preff / p(l)) **kappa
27      !    - les deux seules variables dependant de la geometrie necessaires  
28      !      pour la physique sont la latitude pour le rayonnement et      ! - Les deux seules variables dépendant de la géométrie
29      !      l'aire de la maille quand on veut integrer une grandeur      ! nécessaires pour la physique sont la latitude pour le
30      !      horizontalement.      ! rayonnement et l'aire de la maille quand on veut intégrer une
31        ! grandeur horizontalement.
32      !     Input :  
33      !     -------      ! Input :
34      !       pucov           covariant zonal velocity      ! pucov covariant zonal velocity
35      !       pvcov           covariant meridional velocity      ! pvcov covariant meridional velocity
36      !       pteta           potential temperature      ! teta potential temperature
37      !       pps             surface pressure      ! pps surface pressure
38      !       pmasse          masse d'air dans chaque maille      ! pmasse masse d'air dans chaque maille
39      !       pts             surface temperature  (K)      ! pts surface temperature (K)
40      !       callrad         clef d'appel au rayonnement      ! callrad clef d'appel au rayonnement
41    
42      !    Output :      ! Output :
43      !    --------      ! pdufi tendency for the natural zonal velocity (ms-1)
44      !        pdufi          tendency for the natural zonal velocity (ms-1)      ! pdvfi tendency for the natural meridional velocity
45      !        pdvfi          tendency for the natural meridional velocity      ! pdhfi tendency for the potential temperature
46      !        pdhfi          tendency for the potential temperature      ! pdtsfi tendency for the surface temperature
     !        pdtsfi         tendency for the surface temperature  
47    
48      !        pdtrad         radiative tendencies  \  both input      ! pdtrad radiative tendencies \ input and output
49      !        pfluxrad       radiative fluxes      /  and output      ! pfluxrad radiative fluxes / input and output
50    
51      use comconst, only: kappa, cpp, dtphys, g      use comconst, only: kappa, cpp, dtphys, g
52      use comvert, only: preff      use comvert, only: preff
# Line 60  contains Line 59  contains
59      use physiq_m, only: physiq      use physiq_m, only: physiq
60      use pressure_var, only: p3d, pls      use pressure_var, only: p3d, pls
61    
62      !    Arguments :      ! Arguments :
63    
64      LOGICAL, intent(in):: lafin      LOGICAL, intent(in):: lafin
65      REAL, intent(in):: heure ! heure de la journée en fraction de jour      REAL, intent(in):: heure ! heure de la journée en fraction de jour
66    
67      REAL pvcov(iim + 1, jjm, llm)      REAL pvcov(iim + 1, jjm, llm)
68      REAL pucov(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL pucov(iim + 1, jjm + 1, llm)
69      REAL pteta(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: teta(iim + 1, jjm + 1, llm)
70      REAL pmasse(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL pmasse(iim + 1, jjm + 1, llm)
71    
72      REAL, intent(in):: q(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL, intent(in):: q(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
# Line 78  contains Line 77  contains
77    
78      REAL pdvcov(iim + 1, jjm, llm)      REAL pdvcov(iim + 1, jjm, llm)
79      REAL pducov(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL pducov(iim + 1, jjm + 1, llm)
     REAL pdteta(iim + 1, jjm + 1, llm)  
80      REAL pdq(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL pdq(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
81    
82      REAL pw(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: pw(iim + 1, jjm + 1, llm)
83    
84      REAL pps(iim + 1, jjm + 1)      REAL pps(iim + 1, jjm + 1)
85      REAL, intent(in):: ppk(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(in):: ppk(iim + 1, jjm + 1, llm)
86    
87      REAL pdvfi(iim + 1, jjm, llm)      REAL pdvfi(iim + 1, jjm, llm)
88      REAL pdufi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL pdufi(iim + 1, jjm + 1, llm)
89      REAL pdhfi(iim + 1, jjm + 1, llm)      REAL, intent(out):: pdhfi(iim + 1, jjm + 1, llm)
90      REAL pdqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)      REAL pdqfi(iim + 1, jjm + 1, llm, nqmx)
91      REAL pdpsfi(iim + 1, jjm + 1)      REAL pdpsfi(iim + 1, jjm + 1)
92    
93      !    Local variables :      ! Local variables :
94    
95      INTEGER i, j, l, ig0, ig, iq, iiq      INTEGER i, j, l, ig0, ig, iq, iiq
96      REAL zpsrf(klon)      REAL zpsrf(klon)
# Line 123  contains Line 121  contains
121    
122      !!print *, "Call sequence information: calfis"      !!print *, "Call sequence information: calfis"
123    
124      !    1. Initialisations :      ! 1. Initialisations :
125      !   latitude, longitude et aires des mailles pour la physique:      ! latitude, longitude et aires des mailles pour la physique:
126    
127      !   40. transformation des variables dynamiques en variables physiques:      ! 40. transformation des variables dynamiques en variables physiques:
128      !   41. pressions au sol (en Pascals)      ! 41. pressions au sol (en Pascals)
129    
130      zpsrf(1) = pps(1, 1)      zpsrf(1) = pps(1, 1)
131    
132      ig0  = 2      ig0 = 2
133      DO j = 2, jjm      DO j = 2, jjm
134         CALL SCOPY(iim, pps(1, j), 1, zpsrf(ig0), 1)         CALL SCOPY(iim, pps(1, j), 1, zpsrf(ig0), 1)
135         ig0 = ig0+iim         ig0 = ig0+iim
# Line 139  contains Line 137  contains
137    
138      zpsrf(klon) = pps(1, jjm + 1)      zpsrf(klon) = pps(1, jjm + 1)
139    
140      !   42. pression intercouches :      ! 42. pression intercouches :
141    
142      !     .... zplev  definis aux (llm +1) interfaces des couches  ....      ! zplev defini aux (llm +1) interfaces des couches
143      !     .... zplay  definis aux (llm)    milieux des couches  ....      ! zplay defini aux (llm) milieux des couches  
144    
145      !    ...    Exner = cp * (p(l) / preff) ** kappa     ....      ! Exner = cp * (p(l) / preff) ** kappa
146    
147      forall (l = 1: llm+1) zplev(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)      forall (l = 1: llm+1) zplev(:, l) = pack(p3d(:, :, l), dyn_phy)
148    
149      !   43. temperature naturelle (en K) et pressions milieux couches .      ! 43. temperature naturelle (en K) et pressions milieux couches
150      DO l=1, llm      DO l=1, llm
151         pksurcp     =  ppk(:, :, l) / cpp         pksurcp = ppk(:, :, l) / cpp
152         pls(:, :, l) = preff * pksurcp**(1./ kappa)         pls(:, :, l) = preff * pksurcp**(1./ kappa)
153         zplay(:, l) = pack(pls(:, :, l), dyn_phy)         zplay(:, l) = pack(pls(:, :, l), dyn_phy)
154         ztfi(:, l) = pack(pteta(:, :, l) * pksurcp, dyn_phy)         ztfi(:, l) = pack(teta(:, :, l) * pksurcp, dyn_phy)
155      ENDDO      ENDDO
156    
157      !   43.bis traceurs      ! 43.bis traceurs
158      DO iq=1, nqmx      DO iq=1, nqmx
159         iiq=niadv(iq)         iiq=niadv(iq)
160         DO l=1, llm         DO l=1, llm
161            qx(1, l, iq) = q(1, 1, l, iiq)            qx(1, l, iq) = q(1, 1, l, iiq)
162            ig0          = 2            ig0 = 2
163            DO j=2, jjm            DO j=2, jjm
164               DO i = 1, iim               DO i = 1, iim
165                  qx(ig0, l, iq)  = q(i, j, l, iiq)                  qx(ig0, l, iq) = q(i, j, l, iiq)
166                  ig0             = ig0 + 1                  ig0 = ig0 + 1
167               ENDDO               ENDDO
168            ENDDO            ENDDO
169            qx(ig0, l, iq) = q(1, jjm + 1, l, iiq)            qx(ig0, l, iq) = q(1, jjm + 1, l, iiq)
170         ENDDO         ENDDO
171      ENDDO      ENDDO
172    
173      !   Geopotentiel calcule par rapport a la surface locale:      ! Geopotentiel calcule par rapport a la surface locale:
174      forall (l = 1:llm) zphi(:, l) = pack(pphi(:, :, l), dyn_phy)      forall (l = 1:llm) zphi(:, l) = pack(pphi(:, :, l), dyn_phy)
175      zphis = pack(pphis, dyn_phy)      zphis = pack(pphis, dyn_phy)
176      DO l=1, llm      DO l=1, llm
# Line 181  contains Line 179  contains
179         ENDDO         ENDDO
180      ENDDO      ENDDO
181    
182      ! Calcul de la vitesse  verticale  (en Pa*m*s  ou Kg/s)      ! Calcul de la vitesse verticale (en Pa*m*s ou Kg/s)
183      DO l=1, llm      DO l=1, llm
184         pvervel(1, l)=pw(1, 1, l) * g /apoln         pvervel(1, l)=pw(1, 1, l) * g /apoln
185         ig0=2         ig0=2
# Line 194  contains Line 192  contains
192         pvervel(ig0, l)=pw(1, jjm + 1, l) * g /apols         pvervel(ig0, l)=pw(1, jjm + 1, l) * g /apols
193      ENDDO      ENDDO
194    
195      !   45. champ u:      ! 45. champ u:
196    
197      DO  l=1, llm      DO l=1, llm
198         DO  j=2, jjm         DO j=2, jjm
199            ig0 = 1+(j-2)*iim            ig0 = 1+(j-2)*iim
200            zufi(ig0+1, l)= 0.5 *  &            zufi(ig0+1, l)= 0.5 * &
201                 (pucov(iim, j, l)/cu_2d(iim, j) + pucov(1, j, l)/cu_2d(1, j))                 (pucov(iim, j, l)/cu_2d(iim, j) + pucov(1, j, l)/cu_2d(1, j))
202            DO i=2, iim            DO i=2, iim
203               zufi(ig0+i, l)= 0.5 * &               zufi(ig0+i, l)= 0.5 * &
# Line 209  contains Line 207  contains
207         end DO         end DO
208      end DO      end DO
209    
210      !   46.champ v:      ! 46.champ v:
211    
212      forall (j = 2: jjm, l = 1: llm) zvfi(:iim, j, l)= 0.5 &      forall (j = 2: jjm, l = 1: llm) zvfi(:iim, j, l)= 0.5 &
213           * (pvcov(:iim, j-1, l) / cv_2d(:iim, j-1) &           * (pvcov(:iim, j-1, l) / cv_2d(:iim, j-1) &
214           + pvcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))           + pvcov(:iim, j, l) / cv_2d(:iim, j))
215      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)      zvfi(iim + 1, 2:jjm, :) = zvfi(1, 2:jjm, :)
216    
217      !   47. champs de vents au pôle nord        ! 47. champs de vents au pôle nord
218      !        U = 1 / pi  *  integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
219      !        V = 1 / pi  *  integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
220    
221      DO l=1, llm      DO l=1, llm
222         z1(1)   =(rlonu(1)-rlonu(iim)+2.*pi)*pvcov(1, 1, l)/cv_2d(1, 1)         z1(1) =(rlonu(1)-rlonu(iim)+2.*pi)*pvcov(1, 1, l)/cv_2d(1, 1)
223         DO i=2, iim         DO i=2, iim
224            z1(i)   =(rlonu(i)-rlonu(i-1))*pvcov(i, 1, l)/cv_2d(i, 1)            z1(i) =(rlonu(i)-rlonu(i-1))*pvcov(i, 1, l)/cv_2d(i, 1)
225         ENDDO         ENDDO
226    
227         zufi(1, l)  = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi         zufi(1, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi
228         zvfi(:, 1, l)  = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi         zvfi(:, 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi
229      ENDDO      ENDDO
230    
231      !   48. champs de vents au pôle sud:      ! 48. champs de vents au pôle sud:
232      !        U = 1 / pi  *  integrale [ v * cos(long) * d long ]      ! U = 1 / pi * integrale [ v * cos(long) * d long ]
233      !        V = 1 / pi  *  integrale [ v * sin(long) * d long ]      ! V = 1 / pi * integrale [ v * sin(long) * d long ]
234    
235      DO l=1, llm      DO l=1, llm
236         z1(1)   =(rlonu(1)-rlonu(iim)+2.*pi)*pvcov(1, jjm, l) &         z1(1) =(rlonu(1)-rlonu(iim)+2.*pi)*pvcov(1, jjm, l) &
237              /cv_2d(1, jjm)              /cv_2d(1, jjm)
238         DO i=2, iim         DO i=2, iim
239            z1(i)   =(rlonu(i)-rlonu(i-1))*pvcov(i, jjm, l)/cv_2d(i, jjm)            z1(i) =(rlonu(i)-rlonu(i-1))*pvcov(i, jjm, l)/cv_2d(i, jjm)
240         ENDDO         ENDDO
241    
242         zufi(klon, l)  = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi         zufi(klon, l) = SUM(COS(rlonv(:iim)) * z1) / pi
243         zvfi(:, jjm + 1, l)  = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi         zvfi(:, jjm + 1, l) = SUM(SIN(rlonv(:iim)) * z1) / pi
244      ENDDO      ENDDO
245    
246      forall(l= 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)      forall(l= 1: llm) v(:, l) = pack(zvfi(:, :, l), dyn_phy)
247    
248      !IM calcul PV a teta=350, 380, 405K      !IM calcul PV a teta=350, 380, 405K
249      CALL PVtheta(klon, llm, pucov, pvcov, pteta, ztfi, zplay, zplev, &      CALL PVtheta(klon, llm, pucov, pvcov, teta, ztfi, zplay, zplev, &
250           ntetaSTD, rtetaSTD, PVteta)           ntetaSTD, rtetaSTD, PVteta)
251    
252      ! Appel de la physique :      ! Appel de la physique :
# Line 256  contains Line 254  contains
254           zphis, zufi, v, ztfi, qx, pvervel, zdufi, zdvfi, &           zphis, zufi, v, ztfi, qx, pvervel, zdufi, zdvfi, &
255           zdtfi, zdqfi, zdpsrf, pducov, PVteta) ! diagnostic PVteta, Amip2           zdtfi, zdqfi, zdpsrf, pducov, PVteta) ! diagnostic PVteta, Amip2
256    
257      !   transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:      ! transformation des tendances physiques en tendances dynamiques:
258    
259      !  tendance sur la pression :      ! tendance sur la pression :
260    
261      pdpsfi = gr_fi_dyn(zdpsrf)      pdpsfi = gr_fi_dyn(zdpsrf)
262    
263      !   62. enthalpie potentielle      ! 62. enthalpie potentielle
264    
265      DO l=1, llm      DO l=1, llm
266    
267         DO i=1, iim + 1         DO i=1, iim + 1
268            pdhfi(i, 1, l)    = cpp *  zdtfi(1, l)      / ppk(i, 1  , l)            pdhfi(i, 1, l) = cpp * zdtfi(1, l) / ppk(i, 1 , l)
269            pdhfi(i, jjm + 1, l) = cpp *  zdtfi(klon, l)/ ppk(i, jjm + 1, l)            pdhfi(i, jjm + 1, l) = cpp * zdtfi(klon, l)/ ppk(i, jjm + 1, l)
270         ENDDO         ENDDO
271    
272         DO j=2, jjm         DO j=2, jjm
# Line 276  contains Line 274  contains
274            DO i=1, iim            DO i=1, iim
275               pdhfi(i, j, l) = cpp * zdtfi(ig0+i, l) / ppk(i, j, l)               pdhfi(i, j, l) = cpp * zdtfi(ig0+i, l) / ppk(i, j, l)
276            ENDDO            ENDDO
277            pdhfi(iim + 1, j, l) =  pdhfi(1, j, l)            pdhfi(iim + 1, j, l) = pdhfi(1, j, l)
278         ENDDO         ENDDO
279    
280      ENDDO      ENDDO
281    
282      !   62. humidite specifique      ! 62. humidite specifique
283    
284      DO iq=1, nqmx      DO iq=1, nqmx
285         DO l=1, llm         DO l=1, llm
286            DO i=1, iim + 1            DO i=1, iim + 1
287               pdqfi(i, 1, l, iq)    = zdqfi(1, l, iq)               pdqfi(i, 1, l, iq) = zdqfi(1, l, iq)
288               pdqfi(i, jjm + 1, l, iq) = zdqfi(klon, l, iq)               pdqfi(i, jjm + 1, l, iq) = zdqfi(klon, l, iq)
289            ENDDO            ENDDO
290            DO j=2, jjm            DO j=2, jjm
# Line 299  contains Line 297  contains
297         ENDDO         ENDDO
298      ENDDO      ENDDO
299    
300      !   63. traceurs      ! 63. traceurs
301    
302      !     initialisation des tendances      ! initialisation des tendances
303      pdqfi=0.      pdqfi=0.
304    
305      DO iq=1, nqmx      DO iq=1, nqmx
306         iiq=niadv(iq)         iiq=niadv(iq)
307         DO l=1, llm         DO l=1, llm
308            DO i=1, iim + 1            DO i=1, iim + 1
309               pdqfi(i, 1, l, iiq)    = zdqfi(1, l, iq)               pdqfi(i, 1, l, iiq) = zdqfi(1, l, iq)
310               pdqfi(i, jjm + 1, l, iiq) = zdqfi(klon, l, iq)               pdqfi(i, jjm + 1, l, iiq) = zdqfi(klon, l, iq)
311            ENDDO            ENDDO
312            DO j=2, jjm            DO j=2, jjm
# Line 321  contains Line 319  contains
319         ENDDO         ENDDO
320      ENDDO      ENDDO
321    
322      !   65. champ u:      ! 65. champ u:
323    
324      DO l=1, llm      DO l=1, llm
325    
326         DO i=1, iim + 1         DO i=1, iim + 1
327            pdufi(i, 1, l)    = 0.            pdufi(i, 1, l) = 0.
328            pdufi(i, jjm + 1, l) = 0.            pdufi(i, jjm + 1, l) = 0.
329         ENDDO         ENDDO
330    
# Line 343  contains Line 341  contains
341    
342      ENDDO      ENDDO
343    
344      !   67. champ v:      ! 67. champ v:
345    
346      DO l=1, llm      DO l=1, llm
347    
# Line 357  contains Line 355  contains
355         ENDDO         ENDDO
356      ENDDO      ENDDO
357    
358      !   68. champ v pres des poles:      ! 68. champ v pres des poles:
359      !      v = U * cos(long) + V * SIN(long)      ! v = U * cos(long) + V * SIN(long)
360    
361      DO l=1, llm      DO l=1, llm
362         DO i=1, iim         DO i=1, iim
# Line 372  contains Line 370  contains
370                 0.5*(pdvfi(i, jjm, l)+zdvfi(klon-iim-1+i, l))*cv_2d(i, jjm)                 0.5*(pdvfi(i, jjm, l)+zdvfi(klon-iim-1+i, l))*cv_2d(i, jjm)
371         ENDDO         ENDDO
372    
373         pdvfi(iim + 1, 1, l)  = pdvfi(1, 1, l)         pdvfi(iim + 1, 1, l) = pdvfi(1, 1, l)
374         pdvfi(iim + 1, jjm, l)= pdvfi(1, jjm, l)         pdvfi(iim + 1, jjm, l)= pdvfi(1, jjm, l)
375      ENDDO      ENDDO
376    
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