source: trunk/SOURCES/Draggings_modules/dragging_prescr_beta_mod.f90 @ 22

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Line 
1!> \file dragging_prescr_beta_mod.f90
2!! Module pour calculer le beta a partir d'une carte sur les noeuds centres.
3!<
4
5!> \namespace dragging_prescr_beta
6!! Calcule le beta a partir de vitesses de bilan
7!! @note Il faut partir d'un cptr
8!! \author ...
9!! \date ...
10!! @note Used module
11!! @note   - use module3D_phy
12!<
13
14module dragging_prescr_beta
15
16
17  use module3d_phy
18  use interface_input
19  implicit none
20  real, dimension(nx,ny) :: Vcol_x           !< uniquement pour compatibilite
21  real, dimension(nx,ny) :: Vcol_y           !<
22  real, dimension(nx,ny) :: Vsl_x            !<
23  real, dimension(nx,ny) :: Vsl_y            !<
24
25
26  real, dimension(nx,ny) :: drag_centre      !< beta on major node (average)
27  real, dimension(nx,ny) :: betamoy_x        !< pour faire les moyennes glissantes
28  real, dimension(nx,ny) :: betamoy_y        !<
29  integer, dimension(nx,ny) :: nbvoisx       !<
30  integer, dimension(nx,ny) :: nbvoisy       !<
31
32
33  real :: beta_limgz                         !< when beta gt beta_limgz -> not gzmx
34  real :: beta_min                           !< minimum value of beta
35  real :: beta_mult                          !< coefficient of beta field
36  integer  :: ill,jll,nmoy
37
38  real :: maxi                               !< calcul correction dS a la grounding line
39  real :: mini
40
41  logical :: corr_def = .False.               !< for deformation correction (compatibility)
42
43contains
44
45  !-----------------------------------------------------------------------------------------
46  !> SUBROUTINE: init_dragging
47  !! Cette routine fait l'initialisation du dragging.
48  !<
49  subroutine init_dragging      ! Cette routine fait l'initialisation du dragging.
50                                ! nouvelle version : lit les fichiers nc
51    implicit none
52    character(len=100) :: beta_c_file               !  beta on centered grid
53    character(len=100) :: betamx_file               !  beta on staggered grid mx
54    character(len=100) :: betamy_file               !  beta on staggered grid mx
55
56    namelist/beta_prescr/beta_c_file,beta_limgz,beta_min,beta_mult
57
58    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' Prescr_beta       subroutine init_dragging')
59
60    iter_beta=0
61
62    ! lecture des parametres du run                   
63    !--------------------------------------------------------------------
64
65    rewind(num_param)        ! pour revenir au debut du fichier param_list.dat
66428 format(A)
67    read(num_param,beta_prescr)
68
69    write(num_rep_42,428) '!___________________________________________________________' 
70    write(num_rep_42,428) '!  read beta on centered grid'
71    write(num_rep_42,beta_prescr)                   
72    write(num_rep_42,428) '!  beta_file : nom des fichier qui contiennent les beta_c'
73    write(num_rep_42,428) '!  above beta_limgz, gzmx is false'
74    write(num_rep_42,428) '!  if grounded, beta_min minimum value '
75    write(num_rep_42,428) '!  beta_mult : coefficient just after reading' 
76    write(num_rep_42,*)
77    write(num_rep_42,428) '!___________________________________________________________' 
78   
79
80    beta_c_file = trim(dirnameinp)//trim(beta_c_file)
81    betamx_file = trim(dirnameinp)//trim(betamx_file)
82    betamy_file = trim(dirnameinp)//trim(betamy_file)
83    betamax = beta_limgz
84
85!  read the beta value on centered and staggered grids
86!    call lect_input(1,'beta_c',1,drag_centre,beta_c_file,trim(dirnameinp)//trim(runname)//'.nc')
87!    call lect_input(1,'betamx',1,drag_mx,betamx_file,trim(dirnameinp)//trim(runname)//'.nc')
88!    call lect_input(1,'betamy',1,drag_my,betamy_file,trim(dirnameinp)//trim(runname)//'.nc')
89
90
91    call lect_input(1,'beta_c',1,drag_centre,beta_c_file,'')
92
93! multiplication par le coefficient beta_mult
94
95    drag_centre(:,:) = drag_centre(:,:)*beta_mult
96
97    where (mk_init(:,:).eq.-2)                                             ! iles a probleme
98       drag_centre(:,:) = 2.* abs(beta_limgz)
99    end where
100
101
102    where ((H(:,:).lt.0.1).and.(Bsoc(:,:).gt.0))                            ! zones actuellement non couvertes
103       drag_centre(:,:) = 1000.                                             ! valeur relativement faible qui evite
104    end where                                                               ! les freinages
105
106
107
108!    call lect_input(1,'betamx',1,drag_mx,betamx_file,'')
109!    call lect_input(1,'betamy',1,drag_my,betamy_file,'')
110
111
112     call  beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)         ! redistribute on staggered grid
113
114     if  (beta_limgz.gt.0.) then
115        beta_centre(:,:) =  drag_centre(:,:)
116        betamx(:,:)      =  drag_mx(:,:)
117        betamy(:,:)      =  drag_my(:,:)
118
119     else if (beta_limgz.lt.0.) then                              ! attention sans doute pour plastic
120
121        beta_centre(:,:) = - beta_limgz
122        betamx(:,:)      = - beta_limgz
123        betamy(:,:)      = - beta_limgz
124        drag_centre(:,:) = - beta_limgz 
125        drag_mx(:,:)     = - beta_limgz
126        drag_my(:,:)     = - beta_limgz 
127        beta_limgz = 1.
128     end if
129
130
131! divers traitements qui peuvent etre appliques a beta : mis sous forme de routine
132
133    ! call beta_plateau_slope   !  give value beta_limgz to places where slope is >1.e-2
134    ! call beta_stag2c          !  average the staggered values on central ones
135    ! call beta_plateau_S       !  give value beta_limgz to places where S > 2500 m
136
137   call beta_min_value(beta_min)      !  valeur mini que peut avoir beta (en Pa an m-1)
138                                ! on peut envisager une valeur ~ 10
139                                ! rappel : beta doit être positif.
140
141    ! call  beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)         ! redistribute on staggered grid
142
143
144    !  mstream attribution
145    !________________________
146    ! mstream -> regions where streaming is allowed
147    ! drag_mx -> value of beta if an ice stream is allowed
148    ! betamx  -> value of dragging (may depend on other conditions)
149
150    ! to ensure having some "Dirichlet" points, there must be at least
151    ! a mstream=0 in every island
152
153
154! un tour de lissage
155!    call beta_stag2c(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)                  ! average  staggered
156!                                                                         ! on central
157
158!    call beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)                  ! centered distributed
159!                                                                         ! on staggered
160!
161
162
163    beta_centre(:,:) =  drag_centre(:,:)                                 ! surtout pour sorties
164
165
166
167    where (drag_mx(:,:).ge.beta_limgz)
168       mstream_mx(:,:) = 0
169       betamx(:,:)     = beta_limgz
170       drag_mx(:,:)    = beta_limgz
171    elsewhere
172       mstream_mx(:,:) = 1
173       betamx(:,:)     = drag_mx(:,:)
174    endwhere
175
176    where (drag_my(:,:).ge.beta_limgz)
177       mstream_my(:,:) = 0
178       betamy(:,:)     = beta_limgz
179       drag_my(:,:)    = beta_limgz
180    elsewhere
181       mstream_my(:,:) = 1
182       betamy(:,:)     = drag_my(:,:)
183    endwhere
184
185    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' Prescr_beta  apres lecture')
186    mstream_mx(:,:) = 0
187    mstream_my(:,:) = 0
188
189
190    call gzm_beta_prescr
191!    call write_datfile2(nx,ny,betamx,betamy,'beta-LBq15-08.dat')
192
193!    call make_gaussienne(n_g,sigma_beta,M_gauss)
194
195    return
196
197  end subroutine init_dragging
198  !________________________________________________________________________________
199
200  !> SUBROUTINE: dragging
201  !! Defini la localisation des streams et le frottement basal
202  !<
203  !-------------------------------------------------------------------------
204  subroutine dragging   ! defini la localisation des streams et le frottement basal
205
206    implicit none
207
208
209
210    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' beta_prescr         subroutine dragging')
211
212
213!   tentative d'iteration
214
215!    call beta_stag2c(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)                  ! average  staggered
216                                                                          ! on central
217!   call iter_gauss(n_g,nx,ny,M_gauss,-1.,drag_centre,corrstream_centre,hdot)  ! correct central
218!   call beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,corrstream_centre)             ! centered distributed
219                                                                          ! on staggered
220!    drag_centre(:,:) = corrstream_centre(:,:)
221!    beta_centre(:,:) =  drag_centre(:,:)                                 ! surtout pour sorties
222
223    ! pour l'instant pas d'autre condition que mstream
224    where (mstream_mx(:,:).eq.1)
225       betamx(:,:) = drag_mx(:,:)
226    elsewhere 
227       betamx(:,:)= beta_limgz
228    end where
229
230    where (mstream_my(:,:).eq.1)
231       betamy(:,:) = drag_my(:,:)
232    elsewhere 
233       betamy(:,:)= beta_limgz
234    end where
235
236    betamx(:,:)=drag_mx(:,:)
237    betamy(:,:)=drag_my(:,:)
238
239    call  gzm_beta_prescr        ! determine gz et flgz et met a 0 le beta des points flottants
240
241
242    return
243  end subroutine dragging
244
245  !----------------------------------------------------------------------------------
246  !>SUBROUTINE: gzm_beta_prescr
247  !! Calcul de gzmx
248  !<
249
250  subroutine gzm_beta_prescr     ! attribue flgzmx et gzmx (et my)
251   
252    logical ::  test_Tx          ! test if there is a basal melting point in the surrounding
253    logical ::  test_Ty          ! test if there is a basal melting point in the surrounding
254    logical ::  test_beta_x      ! test if there is a low drag point in the surrounding
255    logical ::  test_beta_y      ! test if there is a low drag point in the surrounding
256
257    real    ::  beta_forc_fleuve ! below this value -> ice stream
258
259!    beta_forc_fleuve = 5.e3
260    beta_forc_fleuve = beta_limgz
261
262    ! calcul de gzmx
263
264
265    gzmx(:,:)=.true.
266    gzmy(:,:)=.true.
267    flgzmx(:,:)=.false.
268    flgzmy(:,:)=.false.
269
270
271    ! points flottants : flgzmx mais pas gzmx
272    do j=2,ny
273       do i=2,nx
274          if (flot(i,j).and.(flot(i-1,j))) then
275             flotmx(i,j)=.true.
276             flgzmx(i,j)=.true.
277             gzmx(i,j)=.false.
278             betamx(i,j)=0.
279          end if
280          if (flot(i,j).and.(flot(i,j-1))) then
281             flotmy(i,j)=.true.
282             flgzmy(i,j)=.true.
283             gzmy(i,j)=.false.
284             betamy(i,j)=0.
285          end if
286       end do
287    end do
288
289    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' apres criteres flot')
290
291    if (itracebug.eq.1) write(num_tracebug,*) 'gzmx', gzmx(127,330) 
292
293    !--------- autres criteres
294
295    ! points poses
296    gzmx(:,:)=gzmx(:,:).and.(betamx(:,:).lt.beta_limgz)   !  Pas de calcul pour les points
297    gzmy(:,:)=gzmy(:,:).and.(betamy(:,:).lt.beta_limgz)   !  au fort beta
298
299
300
301    ! critere (lache) sur la temperature
302    do j = 2, ny-1
303       do i =2, nx-1 
304
305!   test s'il y a un point tempere dans les environs
306          test_Tx = any( ibase( i-1:i   , j-1:j+1 ).gt.1)
307          test_Ty = any( ibase( i-1:i+1 , j-1:j   ).gt.1)
308
309!   test s'il y a un point low drag dans les environs
310          test_beta_x = any( drag_centre( i-1:i   , j-1:j+1 ) .lt. beta_forc_fleuve )
311          test_beta_y = any( drag_centre( i-1:i+1 , j-1:j   ) .lt. beta_forc_fleuve )
312
313!   critere pour gzmx
314
315! Attention : les deux lignes suivants sont en commentaire pour voir l'effet
316
317!          gzmx(i,j) =  gzmx(i,j) .and. (test_Tx.or.test_beta_x)
318!          gzmy(i,j) =  gzmy(i,j) .and. (test_Ty.or.test_beta_y)
319
320       end do
321    end do
322
323
324    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' apres autres criteres ')
325    if (itracebug.eq.1) write(num_tracebug,*) 'gzmx', gzmx(127,330) 
326
327    flgzmx(:,:) = flgzmx(:,:) .or. gzmx(:,:)
328    flgzmy(:,:) = flgzmy(:,:) .or. gzmy(:,:)
329
330    where ((.not.flotmx(:,:)).and.(.not.gzmx(:,:)))
331       betamx(:,:) = beta_limgz
332    end where
333
334    where ((.not.flotmy(:,:)).and.(.not.gzmy(:,:)))
335       betamy(:,:) = beta_limgz
336    end where
337
338
339   
340  end subroutine gzm_beta_prescr
341
342
343  !----------------------------------------------------------------------------------
344  ! Routines qui permettent des manip simples sur beta.
345
346
347!______________________________________________________________________________________
348!>SUBROUTINE:  beta_plateau_slope
349!! give value beta_limgz to places where slope is >1.e-2
350!<
351
352  subroutine beta_plateau_slope      ! give value beta_limgz to places where slope is >1.e-2
353
354    call slope_surf
355
356    where (abs(sdx(:,:)).gt.1.e-2)
357       drag_mx(:,:) = beta_limgz
358    end where
359
360    where (abs(sdy(:,:)).gt.1.e-2)
361       drag_my(:,:) = beta_limgz
362    end where
363  end subroutine beta_plateau_slope
364!______________________________________________________________________________________
365!> SUBROUTINE beta_plateau_S
366!! give value beta_limgz to places where S > 2500 m
367!<
368  subroutine beta_plateau_S     !  give value beta_limgz to places where S > 2500 m
369
370    where (S(:,:).gt.2500.)     ! moyen simple de nettoyer l'interieur. WAIS pas touche
371       drag_centre(:,:)=beta_limgz
372       drag_mx(:,:)=beta_limgz
373       drag_my(:,:)=beta_limgz
374    end where
375  end subroutine beta_plateau_S
376!______________________________________________________________________________________
377!>SUBROUTINE:   beta_min_value
378!! valeur mini que peut avoir beta (en Pa an m-1)
379!<
380
381  subroutine beta_min_value(val_betamin)
382
383  real :: val_betamin     ! valeur mini que peut avoir beta (en Pa an m-1)
384
385    drag_centre(:,:) = max(drag_centre(:,:),val_betamin)
386    drag_mx(:,:) = max(drag_mx(:,:),val_betamin)
387    drag_my(:,:) = max(drag_my(:,:),val_betamin)
388    where(flot(:,:))
389       drag_centre(:,:) = 0.
390    end where
391
392  end subroutine beta_min_value
393!______________________________________________________________________________________
394!>SUBROUTINE:   beta_stag2c
395!! average the staggered values on central ones
396!<
397
398  subroutine beta_stag2c(nxx,nyy,R_mx,R_my,R_centre)      ! average the staggered values on central ones
399
400    implicit none
401    integer                                ::  nxx,nyy                ! dimension des tableaux
402    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_mx                   ! valeur du beta sur maille mx
403    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_my                   ! valeur du beta sur maille my
404    real, dimension(nxx,nyy), intent(out)  ::  R_centre               ! valeur du beta sur maille centree   
405   
406    R_centre(:,:)=0.
407    do j=2,ny-1
408       do i=2,nx-1
409          R_centre(i,j)= ((R_mx(i,j)+R_mx(i+1,j)) &
410               + (R_my(i,j)+R_my(i,j+1)))*0.25
411       end do
412    end do
413  end subroutine beta_stag2c
414!______________________________________________________________________________________
415!>SUBROUTINE:   beta_c2stag_min 
416!! redistribute central values on staggered grid
417!<
418
419  subroutine beta_c2stag(nxx,nyy,R_mx,R_my,R_centre)              ! redistribute central values on staggered grid
420
421    implicit none
422    integer                                ::  nxx,nyy                ! dimension des tableaux
423    real, dimension(nxx,nyy), intent(out)  ::  R_mx                   ! valeur du beta sur maille mx
424    real, dimension(nxx,nyy), intent(out)  ::  R_my                   ! valeur du beta sur maille my
425    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_centre               ! valeur du beta sur maille centree
426
427    do j=2,nyy 
428       do i=2,nxx
429          R_mx(i,j)= (R_centre(i-1,j)+R_centre(i,j))*0.5
430          R_my(i,j)= (R_centre(i,j-1)+R_centre(i,j))*0.5
431       end do
432    end do
433
434  end subroutine beta_c2stag
435!______________________________________________________________________________________
436!>SUBROUTINE:   beta_c2stag_min 
437!! redistribute central values on staggered grid
438!<
439
440  subroutine beta_c2stag_min(nxx,nyy,R_mx,R_my,R_centre)              ! redistribute central values on staggered grid
441
442    implicit none
443    integer                                ::  nxx,nyy                ! dimension des tableaux
444    real, dimension(nxx,nyy), intent(inout)::  R_mx                   ! valeur du beta sur maille mx
445    real, dimension(nxx,nyy), intent(inout)::  R_my                   ! valeur du beta sur maille my
446    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_centre               ! valeur du beta sur maille centree
447
448    do j=2,nyy 
449       do i=2,nxx
450          R_mx(i,j)= min(R_mx(i,j),(R_centre(i-1,j)+R_centre(i,j))*0.5)
451          R_my(i,j)= min(R_my(i,j),(R_centre(i,j-1)+R_centre(i,j))*0.5)
452       end do
453    end do
454
455  end subroutine beta_c2stag_min
456!______________________________________________________________________________________
457!>SUBROUTINE:   make_gaussienne
458!! cree une matrice gaussienne normalisee a 1
459!<
460
461  subroutine  make_gaussienne(n,sigma,M)
462
463    implicit none
464    integer,intent(in)                       :: n          ! demi taille du tableau gaussienne
465    real, intent(in)                         :: sigma      ! sigma gaussienne exprime en dx
466    real,dimension(-n:n,-n:n),intent(inout)  :: M          ! tableau gaussienne
467
468
469!   variables locales
470    real                                     :: dist2      ! distance au centre (au carre)
471    real                                     :: som        ! pour calibration
472    real                                     :: sigma2     ! pour gaussienne
473
474    som = 0.
475    sigma2 = sigma * sigma * 2
476    do j = -n, n
477       do i = -n, n
478          dist2 = (i*i+j*j)
479          M(i,j) = exp(-dist2/sigma2)
480          som=som+M(i,j)
481       end do
482    end do
483
484    M(:,:) = M(:,:) / som
485
486!    do j = -n, n
487!       write(6,'(5(f0.4,1x))') (M(i,j),i=-n,n)
488!    end do
489
490  end subroutine make_gaussienne
491
492!______________________________________________________________________________________
493!>SUBROUTINE:  iter_gauss
494!! utilise hdot pour faire les iterations sur beta_centre
495!<
496  subroutine iter_gauss(n,nxx,nyy,M,coef,beta_in,beta_out,Ecart)
497
498    integer,                  intent(in)    :: n          ! taille matrice gaussienne
499    integer,                  intent(in)    :: nxx,nyy    ! taille du domaine
500    real,dimension(-n:n,-n:n),intent(in)    :: M          ! matrice gaussienne
501    real,                     intent(in)    :: coef       ! coefficient multiplicateur
502    real,dimension(nx,ny),    intent(in)    :: beta_in    ! la valeur initiale
503    real,dimension(nx,ny),    intent(out)   :: beta_out   ! la valeur apres iteration
504    real,dimension(nx,ny),    intent(in)    :: Ecart      ! l'ecart a l'obs
505
506! variables locales
507    integer                                 :: ii,jj
508
509    do j= 1 + n, nyy - n
510       do i = 1 + n, nxx - n
511          beta_out(i,j) = beta_in(i,j)
512
513          do jj = -n, n
514             do ii = -n, n 
515                beta_out(i,j) = beta_out(i,j) + coef * M(ii,jj) * ecart(i+ii,j+jj)
516             end do
517          end do
518
519       end do
520    end do
521
522    beta_out(:,:) = max (beta_out(:,:),0.)
523  end subroutine iter_gauss
524
525end module dragging_prescr_beta
526
527!!$! add the nodes of topographical instability (on major nodes)
528! a garder eventuellement pour runs instabilite
529!!$beta_file = trim(dirnameinp)//'sensib_H_Gael-15km.dat'
530!!$call lect_datfile(nx,ny,drag_instab_topo,1,beta_file)   
531!!$
532!!$where (drag_instab_topo(:,:).gt.0.)
533!!$   drag_centre(:,:)=min(drag_centre(:,:),400.)
534!!$endwhere
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.