source: codes/icosagcm/devel/src/diagnostics/observable.f90

Last change on this file was 1052, checked in by dubos, 4 years ago

devel : diagnose divergence and vorticity
File size: 8.9 KB
Line 
1MODULE observable_mod
2  USE icosa
3  USE caldyn_vars_mod
4  USE diagflux_mod
5  USE output_field_mod
6  IMPLICIT NONE
7  PRIVATE
8
9  TYPE(t_field),POINTER, SAVE :: f_buf_i(:), &
10       f_buf_Fel(:), f_buf_uh(:), & ! horizontal velocity, different from prognostic velocity if NH
11       f_buf_ulon(:), f_buf_ulat(:)
12  TYPE(t_field),POINTER, SAVE :: f_buf_v(:), f_buf_s(:), f_buf_p(:)
13  TYPE(t_field),POINTER, SAVE :: f_pmid(:)
14
15! temporary shared variable for caldyn
16  TYPE(t_field),POINTER, SAVE :: f_theta(:)
17
18  PUBLIC init_observable, write_output_fields_basic, & 
19       f_theta, f_buf_i, f_buf_ulon, f_buf_ulat
20
21CONTAINS
22 
23  SUBROUTINE init_observable
24    CALL allocate_field(f_buf_i,   field_t,type_real,llm,name="buffer_i")
25    CALL allocate_field(f_buf_p,   field_t,type_real,llm+1) 
26    CALL allocate_field(f_buf_ulon,field_t,type_real,llm, name="buf_ulon")
27    CALL allocate_field(f_buf_ulat,field_t,type_real,llm, name="buf_ulat")
28    CALL allocate_field(f_buf_uh,  field_u,type_real,llm, name="buf_uh")
29    CALL allocate_field(f_buf_Fel, field_u,type_real,llm+1, name="buf_F_el")
30    CALL allocate_field(f_buf_v,   field_z,type_real,llm, name="buf_v")
31    CALL allocate_field(f_buf_s,   field_t,type_real, name="buf_s")
32
33    CALL allocate_field(f_theta, field_t,type_real,llm,nqdyn,  name='theta') ! potential temperature
34    CALL allocate_field(f_pmid,  field_t,type_real,llm,  name='pmid')       ! mid layer pressure
35  END SUBROUTINE init_observable
36
37  SUBROUTINE write_output_fields_basic(init, f_phis, f_ps, f_mass, f_geopot, f_theta_rhodz, f_u, f_W, f_q)
38    USE xios_mod
39    USE disvert_mod
40    USE wind_mod
41    USE omp_para
42    USE time_mod
43    USE xios_mod
44    USE earth_const
45    USE compute_pression_mod, ONLY : pression_mid, hydrostatic_pressure
46    USE compute_temperature_mod
47    USE compute_velocity_mod
48    USE compute_vorticity_mod
49    USE compute_divergence_mod
50    USE vertical_interp_mod
51    USE theta2theta_rhodz_mod
52    USE compute_omega_mod, ONLY : w_omega
53    USE kinetic_mod
54    USE grid_param
55    LOGICAL, INTENT(IN) :: init
56    INTEGER :: l
57    REAL :: scalar(1)
58    REAL :: mid_ap(llm)
59    REAL :: mid_bp(llm)
60
61    TYPE(t_field),POINTER :: f_phis(:), f_ps(:), f_mass(:), f_geopot(:), f_theta_rhodz(:), f_u(:), f_W(:), f_q(:)
62!    IF (is_master) PRINT *,'CALL write_output_fields_basic'
63
64    CALL transfert_request(f_ps,req_i1)
65   
66    IF(init) THEN
67       IF(is_master) PRINT *, 'Creating output files ...'
68       scalar(1)=dt
69       IF (is_omp_master) CALL xios_send_field("timestep", scalar)
70       scalar(1)=preff
71       IF (is_omp_master) CALL xios_send_field("preff", scalar)
72       IF (is_omp_master) CALL xios_send_field("ap",ap)
73       IF (is_omp_master) CALL xios_send_field("bp",bp)
74       DO l=1,llm
75          mid_ap(l)=(ap(l)+ap(l+1))/2
76          mid_bp(l)=(bp(l)+bp(l+1))/2
77       ENDDO
78       IF (is_omp_master) CALL xios_send_field("mid_ap",mid_ap)
79       IF (is_omp_master) CALL xios_send_field("mid_bp",mid_bp)
80
81       CALL output_field("phis",f_phis)
82       CALL output_field("Ai",geom%Ai) 
83       IF(is_master) PRINT *, '... done creating output files. Writing initial condition ...'
84    END IF
85
86    IF(nqdyn>1) THEN
87       CALL divide_by_mass(2, f_mass, f_theta_rhodz, f_buf_i)
88       IF(init) THEN
89          CALL output_field("dyn_q_init",f_buf_i)
90       ELSE
91          CALL output_field("dyn_q",f_buf_i)
92       END IF
93    END IF
94
95    CALL divide_by_mass(1, f_mass, f_theta_rhodz, f_buf_i)
96    IF(init) THEN
97       CALL output_field("theta_init",f_buf_i)
98    ELSE
99       CALL output_field("theta",f_buf_i)
100    END IF
101
102    CALL hydrostatic_pressure(f_mass, f_theta_rhodz, f_ps, f_pmid) 
103    CALL temperature(f_pmid, f_q, f_buf_i) ! f_buf_i : IN = theta, out = T
104
105    IF(init) THEN
106       CALL output_field("p_init",f_pmid)
107       CALL output_field("ps_init",f_ps)
108       CALL output_field("mass_init",f_mass)
109       CALL output_field("geopot_init",f_geopot)
110       CALL output_field("q_init",f_q)
111
112       CALL output_field("temp_init",f_buf_i)
113       CALL output_field("vort_init",f_buf_v)
114    ELSE
115       CALL output_field("p",f_pmid)
116       CALL output_field("ps",f_ps)
117       CALL output_field("mass",f_mass)
118       CALL output_field("geopot",f_geopot)
119       CALL output_field("q",f_q)
120
121       CALL output_field("temp",f_buf_i)
122       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_i,f_buf_s,85000.)
123       CALL output_field("t850",f_buf_s)
124       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_i,f_buf_s,50000.)
125       CALL output_field("t500",f_buf_s)
126       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_i,f_buf_s,preff)
127       CALL output_field("SST",f_buf_s)       
128    END IF
129
130    CALL vorticity(f_u, f_buf_v)
131    CALL divergence(f_u, f_buf_i)
132    IF(init) THEN
133       CALL output_field("vort_init",f_buf_v)
134       CALL output_field("div_init",f_buf_i)
135    ELSE
136       CALL output_field("vort",f_buf_v)
137       CALL output_field("div",f_buf_i)
138    END IF
139   
140    IF(grid_type == grid_unst) RETURN
141
142    CALL velocity(f_geopot, f_ps, f_mass, f_u, f_W, f_buf_Fel, f_buf_uh, f_buf_i)
143    CALL transfert_request(f_buf_uh,req_e1_vect) 
144    CALL un2ulonlat(f_buf_uh, f_buf_ulon, f_buf_ulat)
145    IF(init) THEN
146       CALL output_field("uz_init",f_buf_i)
147       CALL output_field("ulon_init",f_buf_ulon)
148       CALL output_field("ulat_init",f_buf_ulat)
149       IF(is_master) PRINT *, 'Done writing initial condition ...'
150    ELSE
151       CALL output_field("uz",f_buf_i)
152       CALL output_field("ulon",f_buf_ulon)
153       CALL output_field("ulat",f_buf_ulat)
154
155       !       CALL output_field("exner",f_pk)
156       !       CALL output_field("pv",f_qv)
157       
158       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_ulon,f_buf_s,85000.)
159       CALL output_field("u850",f_buf_s)
160       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_ulon,f_buf_s,50000.)
161       CALL output_field("u500",f_buf_s)
162       
163       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_ulat,f_buf_s,85000.)
164       CALL output_field("v850",f_buf_s)
165       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_ulat,f_buf_s,50000.)
166       CALL output_field("v500",f_buf_s)
167
168       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_i,f_buf_s,85000.)
169       CALL output_field("w850",f_buf_s)
170       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_i,f_buf_s,50000.)
171       CALL output_field("w500",f_buf_s)   
172
173       CALL w_omega(f_ps, f_u, f_buf_i)
174       CALL output_field("omega",f_buf_i)
175       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_i,f_buf_s,85000.)
176       CALL output_field("omega850",f_buf_s)
177       CALL vertical_interp(f_pmid,f_buf_i,f_buf_s,50000.)
178       CALL output_field("omega500",f_buf_s)
179    END IF
180
181    CALL kinetic(f_u, f_buf_i)
182    IF(init) THEN
183       CALL output_field("kinetic_trisk_init",f_buf_i)
184    ELSE
185       CALL output_field("kinetic_trisk",f_buf_i)
186    END IF
187
188    CALL kinetic_new(f_u, f_buf_v, f_buf_i)
189    IF(init) THEN
190       CALL output_field("kinetic_init",f_buf_i)
191    ELSE
192       CALL output_field("kinetic",f_buf_i)
193    END IF
194
195    IF(.NOT. init) THEN
196       IF(diagflux_on) THEN
197          CALL flux_centered_lonlat(1./(itau_out*dt) , f_massfluxt, f_buf_ulon, f_buf_ulat)
198          CALL output_field("mass_t", f_masst)
199          CALL output_field("massflux_lon",f_buf_ulon)
200          CALL output_field("massflux_lat",f_buf_ulat)
201
202          CALL output_energyflux(f_ulont, f_ulonfluxt, "ulon_t", "ulonflux_lon", "ulonflux_lat")
203          CALL output_energyflux(f_thetat, f_thetafluxt, "theta_t", "thetaflux_lon", "thetaflux_lat")
204          CALL output_energyflux(f_epot, f_epotfluxt, "epot_t", "epotflux_lon", "epotflux_lat")
205          CALL output_energyflux(f_ekin, f_ekinfluxt, "ekin_t", "ekinflux_lon", "ekinflux_lat")
206          CALL output_energyflux(f_enthalpy, f_enthalpyfluxt, "enthalpy_t", "enthalpyflux_lon", "enthalpyflux_lat")
207
208          CALL qflux_centered_lonlat(1./(itau_out*dt) , f_qfluxt, f_qfluxt_lon, f_qfluxt_lat)
209          CALL output_field("qmass_t", f_qmasst)
210          CALL output_field("qflux_lon",f_qfluxt_lon)
211          CALL output_field("qflux_lat",f_qfluxt_lat)
212          CALL zero_qfluxt  ! restart accumulating fluxes
213       END IF
214    END IF
215  END SUBROUTINE write_output_fields_basic
216
217  SUBROUTINE output_energyflux(f_energy, f_flux, name_energy, name_fluxlon, name_fluxlat)
218    TYPE(t_field), POINTER :: f_energy(:), f_flux(:)
219    CHARACTER(*), INTENT(IN) :: name_energy, name_fluxlon, name_fluxlat
220    CALL transfert_request(f_flux,req_e1_vect)
221    CALL flux_centered_lonlat(1./(itau_out*dt) , f_flux, f_buf_ulon, f_buf_ulat)
222    CALL output_field(name_energy,  f_energy)
223    CALL output_field(name_fluxlon, f_buf_ulon)
224    CALL output_field(name_fluxlat, f_buf_ulat)
225  END SUBROUTINE output_energyflux
226 
227  SUBROUTINE divide_by_mass(iq, f_mass, f_theta_rhodz, f_theta)
228    INTEGER, INTENT(IN) :: iq
229    TYPE(t_field), POINTER :: f_mass(:), f_theta_rhodz(:), f_theta(:)
230    REAL(rstd), POINTER :: mass(:,:), theta_rhodz(:,:,:), theta(:,:)
231    INTEGER :: ind
232    DO ind=1,ndomain
233       IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
234       CALL swap_dimensions(ind)
235       CALL swap_geometry(ind)
236       mass=f_mass(ind)
237       theta_rhodz=f_theta_rhodz(ind)
238       theta=f_theta(ind)
239       theta(:,:) = theta_rhodz(:,:,iq) / mass(:,:)
240    END DO
241  END SUBROUTINE divide_by_mass
242   
243END MODULE observable_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.