source: trunk/SOURCES/Draggings_modules/dragging_prescr_beta_mod.f90 @ 59

Last change on this file since 59 was 59, checked in by aquiquet, 8 years ago

Introduction of Betamax_2d for all geoms / call to sliding removed / Drastic change in dragging module based on effective pressure (no curvature but slow_ssa zones)

File size: 18.5 KB
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    betamax_2d(:,:) = betamax
85
86!  read the beta value on centered and staggered grids
87!    call lect_input(1,'beta_c',1,drag_centre,beta_c_file,trim(dirnameinp)//trim(runname)//'.nc')
88!    call lect_input(1,'betamx',1,drag_mx,betamx_file,trim(dirnameinp)//trim(runname)//'.nc')
89!    call lect_input(1,'betamy',1,drag_my,betamy_file,trim(dirnameinp)//trim(runname)//'.nc')
90
91
92    call lect_input(1,'beta_c',1,drag_centre,beta_c_file,'')
93
94! multiplication par le coefficient beta_mult
95
96    drag_centre(:,:) = drag_centre(:,:)*beta_mult
97
98    where (mk_init(:,:).eq.-2)                                             ! iles a probleme
99       drag_centre(:,:) = 2.* abs(beta_limgz)
100    end where
101
102
103    where ((H(:,:).lt.0.1).and.(Bsoc(:,:).gt.0))                            ! zones actuellement non couvertes
104       drag_centre(:,:) = 1000.                                             ! valeur relativement faible qui evite
105    end where                                                               ! les freinages
106
107
108
109!    call lect_input(1,'betamx',1,drag_mx,betamx_file,'')
110!    call lect_input(1,'betamy',1,drag_my,betamy_file,'')
111
112
113     call  beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)         ! redistribute on staggered grid
114
115     if  (beta_limgz.gt.0.) then
116        beta_centre(:,:) =  drag_centre(:,:)
117        betamx(:,:)      =  drag_mx(:,:)
118        betamy(:,:)      =  drag_my(:,:)
119
120     else if (beta_limgz.lt.0.) then                              ! attention sans doute pour plastic
121
122        beta_centre(:,:) = - beta_limgz
123        betamx(:,:)      = - beta_limgz
124        betamy(:,:)      = - beta_limgz
125        drag_centre(:,:) = - beta_limgz 
126        drag_mx(:,:)     = - beta_limgz
127        drag_my(:,:)     = - beta_limgz 
128        beta_limgz = 1.
129     end if
130
131
132! divers traitements qui peuvent etre appliques a beta : mis sous forme de routine
133
134    ! call beta_plateau_slope   !  give value beta_limgz to places where slope is >1.e-2
135    ! call beta_stag2c          !  average the staggered values on central ones
136    ! call beta_plateau_S       !  give value beta_limgz to places where S > 2500 m
137
138   call beta_min_value(beta_min)      !  valeur mini que peut avoir beta (en Pa an m-1)
139                                ! on peut envisager une valeur ~ 10
140                                ! rappel : beta doit être positif.
141
142    ! call  beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)         ! redistribute on staggered grid
143
144
145    !  mstream attribution
146    !________________________
147    ! mstream -> regions where streaming is allowed
148    ! drag_mx -> value of beta if an ice stream is allowed
149    ! betamx  -> value of dragging (may depend on other conditions)
150
151    ! to ensure having some "Dirichlet" points, there must be at least
152    ! a mstream=0 in every island
153
154
155! un tour de lissage
156!    call beta_stag2c(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)                  ! average  staggered
157!                                                                         ! on central
158
159!    call beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)                  ! centered distributed
160!                                                                         ! on staggered
161!
162
163
164    beta_centre(:,:) =  drag_centre(:,:)                                 ! surtout pour sorties
165
166
167
168    where (drag_mx(:,:).ge.beta_limgz)
169       mstream_mx(:,:) = 0
170       betamx(:,:)     = beta_limgz
171       drag_mx(:,:)    = beta_limgz
172    elsewhere
173       mstream_mx(:,:) = 1
174       betamx(:,:)     = drag_mx(:,:)
175    endwhere
176
177    where (drag_my(:,:).ge.beta_limgz)
178       mstream_my(:,:) = 0
179       betamy(:,:)     = beta_limgz
180       drag_my(:,:)    = beta_limgz
181    elsewhere
182       mstream_my(:,:) = 1
183       betamy(:,:)     = drag_my(:,:)
184    endwhere
185
186    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' Prescr_beta  apres lecture')
187    mstream_mx(:,:) = 0
188    mstream_my(:,:) = 0
189
190
191    call gzm_beta_prescr
192!    call write_datfile2(nx,ny,betamx,betamy,'beta-LBq15-08.dat')
193
194!    call make_gaussienne(n_g,sigma_beta,M_gauss)
195
196    return
197
198  end subroutine init_dragging
199  !________________________________________________________________________________
200
201  !> SUBROUTINE: dragging
202  !! Defini la localisation des streams et le frottement basal
203  !<
204  !-------------------------------------------------------------------------
205  subroutine dragging   ! defini la localisation des streams et le frottement basal
206
207    implicit none
208
209
210
211    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' beta_prescr         subroutine dragging')
212
213
214!   tentative d'iteration
215
216!    call beta_stag2c(nx,ny,drag_mx,drag_my,drag_centre)                  ! average  staggered
217                                                                          ! on central
218!   call iter_gauss(n_g,nx,ny,M_gauss,-1.,drag_centre,corrstream_centre,hdot)  ! correct central
219!   call beta_c2stag(nx,ny,drag_mx,drag_my,corrstream_centre)             ! centered distributed
220                                                                          ! on staggered
221!    drag_centre(:,:) = corrstream_centre(:,:)
222!    beta_centre(:,:) =  drag_centre(:,:)                                 ! surtout pour sorties
223
224    ! pour l'instant pas d'autre condition que mstream
225    where (mstream_mx(:,:).eq.1)
226       betamx(:,:) = drag_mx(:,:)
227    elsewhere 
228       betamx(:,:)= beta_limgz
229    end where
230
231    where (mstream_my(:,:).eq.1)
232       betamy(:,:) = drag_my(:,:)
233    elsewhere 
234       betamy(:,:)= beta_limgz
235    end where
236
237    betamx(:,:)=drag_mx(:,:)
238    betamy(:,:)=drag_my(:,:)
239
240    call  gzm_beta_prescr        ! determine gz et flgz et met a 0 le beta des points flottants
241
242
243    return
244  end subroutine dragging
245
246  !----------------------------------------------------------------------------------
247  !>SUBROUTINE: gzm_beta_prescr
248  !! Calcul de gzmx
249  !<
250
251  subroutine gzm_beta_prescr     ! attribue flgzmx et gzmx (et my)
252   
253    logical ::  test_Tx          ! test if there is a basal melting point in the surrounding
254    logical ::  test_Ty          ! test if there is a basal melting point in the surrounding
255    logical ::  test_beta_x      ! test if there is a low drag point in the surrounding
256    logical ::  test_beta_y      ! test if there is a low drag point in the surrounding
257
258    real    ::  beta_forc_fleuve ! below this value -> ice stream
259
260!    beta_forc_fleuve = 5.e3
261    beta_forc_fleuve = beta_limgz
262
263    ! calcul de gzmx
264
265
266    gzmx(:,:)=.true.
267    gzmy(:,:)=.true.
268    flgzmx(:,:)=.false.
269    flgzmy(:,:)=.false.
270
271
272    ! points flottants : flgzmx mais pas gzmx
273    do j=2,ny
274       do i=2,nx
275          if (flot(i,j).and.(flot(i-1,j))) then
276             flotmx(i,j)=.true.
277             flgzmx(i,j)=.true.
278             gzmx(i,j)=.false.
279             betamx(i,j)=0.
280          end if
281          if (flot(i,j).and.(flot(i,j-1))) then
282             flotmy(i,j)=.true.
283             flgzmy(i,j)=.true.
284             gzmy(i,j)=.false.
285             betamy(i,j)=0.
286          end if
287       end do
288    end do
289
290    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' apres criteres flot')
291
292    if (itracebug.eq.1) write(num_tracebug,*) 'gzmx', gzmx(127,330) 
293
294    !--------- autres criteres
295
296    ! points poses
297    gzmx(:,:)=gzmx(:,:).and.(betamx(:,:).lt.beta_limgz)   !  Pas de calcul pour les points
298    gzmy(:,:)=gzmy(:,:).and.(betamy(:,:).lt.beta_limgz)   !  au fort beta
299
300
301
302    ! critere (lache) sur la temperature
303    do j = 2, ny-1
304       do i =2, nx-1 
305
306!   test s'il y a un point tempere dans les environs
307          test_Tx = any( ibase( i-1:i   , j-1:j+1 ).gt.1)
308          test_Ty = any( ibase( i-1:i+1 , j-1:j   ).gt.1)
309
310!   test s'il y a un point low drag dans les environs
311          test_beta_x = any( drag_centre( i-1:i   , j-1:j+1 ) .lt. beta_forc_fleuve )
312          test_beta_y = any( drag_centre( i-1:i+1 , j-1:j   ) .lt. beta_forc_fleuve )
313
314!   critere pour gzmx
315
316! Attention : les deux lignes suivants sont en commentaire pour voir l'effet
317
318!          gzmx(i,j) =  gzmx(i,j) .and. (test_Tx.or.test_beta_x)
319!          gzmy(i,j) =  gzmy(i,j) .and. (test_Ty.or.test_beta_y)
320
321       end do
322    end do
323
324
325    if (itracebug.eq.1)  call tracebug(' apres autres criteres ')
326    if (itracebug.eq.1) write(num_tracebug,*) 'gzmx', gzmx(127,330) 
327
328    flgzmx(:,:) = flgzmx(:,:) .or. gzmx(:,:)
329    flgzmy(:,:) = flgzmy(:,:) .or. gzmy(:,:)
330
331    where ((.not.flotmx(:,:)).and.(.not.gzmx(:,:)))
332       betamx(:,:) = beta_limgz
333    end where
334
335    where ((.not.flotmy(:,:)).and.(.not.gzmy(:,:)))
336       betamy(:,:) = beta_limgz
337    end where
338
339
340   
341  end subroutine gzm_beta_prescr
342
343
344  !----------------------------------------------------------------------------------
345  ! Routines qui permettent des manip simples sur beta.
346
347
348!______________________________________________________________________________________
349!>SUBROUTINE:  beta_plateau_slope
350!! give value beta_limgz to places where slope is >1.e-2
351!<
352
353  subroutine beta_plateau_slope      ! give value beta_limgz to places where slope is >1.e-2
354
355    call slope_surf
356
357    where (abs(sdx(:,:)).gt.1.e-2)
358       drag_mx(:,:) = beta_limgz
359    end where
360
361    where (abs(sdy(:,:)).gt.1.e-2)
362       drag_my(:,:) = beta_limgz
363    end where
364  end subroutine beta_plateau_slope
365!______________________________________________________________________________________
366!> SUBROUTINE beta_plateau_S
367!! give value beta_limgz to places where S > 2500 m
368!<
369  subroutine beta_plateau_S     !  give value beta_limgz to places where S > 2500 m
370
371    where (S(:,:).gt.2500.)     ! moyen simple de nettoyer l'interieur. WAIS pas touche
372       drag_centre(:,:)=beta_limgz
373       drag_mx(:,:)=beta_limgz
374       drag_my(:,:)=beta_limgz
375    end where
376  end subroutine beta_plateau_S
377!______________________________________________________________________________________
378!>SUBROUTINE:   beta_min_value
379!! valeur mini que peut avoir beta (en Pa an m-1)
380!<
381
382  subroutine beta_min_value(val_betamin)
383
384  real :: val_betamin     ! valeur mini que peut avoir beta (en Pa an m-1)
385
386    drag_centre(:,:) = max(drag_centre(:,:),val_betamin)
387    drag_mx(:,:) = max(drag_mx(:,:),val_betamin)
388    drag_my(:,:) = max(drag_my(:,:),val_betamin)
389    where(flot(:,:))
390       drag_centre(:,:) = 0.
391    end where
392
393  end subroutine beta_min_value
394!______________________________________________________________________________________
395!>SUBROUTINE:   beta_stag2c
396!! average the staggered values on central ones
397!<
398
399  subroutine beta_stag2c(nxx,nyy,R_mx,R_my,R_centre)      ! average the staggered values on central ones
400
401    implicit none
402    integer                                ::  nxx,nyy                ! dimension des tableaux
403    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_mx                   ! valeur du beta sur maille mx
404    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_my                   ! valeur du beta sur maille my
405    real, dimension(nxx,nyy), intent(out)  ::  R_centre               ! valeur du beta sur maille centree   
406   
407    R_centre(:,:)=0.
408    do j=2,ny-1
409       do i=2,nx-1
410          R_centre(i,j)= ((R_mx(i,j)+R_mx(i+1,j)) &
411               + (R_my(i,j)+R_my(i,j+1)))*0.25
412       end do
413    end do
414  end subroutine beta_stag2c
415!______________________________________________________________________________________
416!>SUBROUTINE:   beta_c2stag_min 
417!! redistribute central values on staggered grid
418!<
419
420  subroutine beta_c2stag(nxx,nyy,R_mx,R_my,R_centre)              ! redistribute central values on staggered grid
421
422    implicit none
423    integer                                ::  nxx,nyy                ! dimension des tableaux
424    real, dimension(nxx,nyy), intent(out)  ::  R_mx                   ! valeur du beta sur maille mx
425    real, dimension(nxx,nyy), intent(out)  ::  R_my                   ! valeur du beta sur maille my
426    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_centre               ! valeur du beta sur maille centree
427
428    do j=2,nyy 
429       do i=2,nxx
430          R_mx(i,j)= (R_centre(i-1,j)+R_centre(i,j))*0.5
431          R_my(i,j)= (R_centre(i,j-1)+R_centre(i,j))*0.5
432       end do
433    end do
434
435  end subroutine beta_c2stag
436!______________________________________________________________________________________
437!>SUBROUTINE:   beta_c2stag_min 
438!! redistribute central values on staggered grid
439!<
440
441  subroutine beta_c2stag_min(nxx,nyy,R_mx,R_my,R_centre)              ! redistribute central values on staggered grid
442
443    implicit none
444    integer                                ::  nxx,nyy                ! dimension des tableaux
445    real, dimension(nxx,nyy), intent(inout)::  R_mx                   ! valeur du beta sur maille mx
446    real, dimension(nxx,nyy), intent(inout)::  R_my                   ! valeur du beta sur maille my
447    real, dimension(nxx,nyy), intent(in)   ::  R_centre               ! valeur du beta sur maille centree
448
449    do j=2,nyy 
450       do i=2,nxx
451          R_mx(i,j)= min(R_mx(i,j),(R_centre(i-1,j)+R_centre(i,j))*0.5)
452          R_my(i,j)= min(R_my(i,j),(R_centre(i,j-1)+R_centre(i,j))*0.5)
453       end do
454    end do
455
456  end subroutine beta_c2stag_min
457!______________________________________________________________________________________
458!>SUBROUTINE:   make_gaussienne
459!! cree une matrice gaussienne normalisee a 1
460!<
461
462  subroutine  make_gaussienne(n,sigma,M)
463
464    implicit none
465    integer,intent(in)                       :: n          ! demi taille du tableau gaussienne
466    real, intent(in)                         :: sigma      ! sigma gaussienne exprime en dx
467    real,dimension(-n:n,-n:n),intent(inout)  :: M          ! tableau gaussienne
468
469
470!   variables locales
471    real                                     :: dist2      ! distance au centre (au carre)
472    real                                     :: som        ! pour calibration
473    real                                     :: sigma2     ! pour gaussienne
474
475    som = 0.
476    sigma2 = sigma * sigma * 2
477    do j = -n, n
478       do i = -n, n
479          dist2 = (i*i+j*j)
480          M(i,j) = exp(-dist2/sigma2)
481          som=som+M(i,j)
482       end do
483    end do
484
485    M(:,:) = M(:,:) / som
486
487!    do j = -n, n
488!       write(6,'(5(f0.4,1x))') (M(i,j),i=-n,n)
489!    end do
490
491  end subroutine make_gaussienne
492
493!______________________________________________________________________________________
494!>SUBROUTINE:  iter_gauss
495!! utilise hdot pour faire les iterations sur beta_centre
496!<
497  subroutine iter_gauss(n,nxx,nyy,M,coef,beta_in,beta_out,Ecart)
498
499    integer,                  intent(in)    :: n          ! taille matrice gaussienne
500    integer,                  intent(in)    :: nxx,nyy    ! taille du domaine
501    real,dimension(-n:n,-n:n),intent(in)    :: M          ! matrice gaussienne
502    real,                     intent(in)    :: coef       ! coefficient multiplicateur
503    real,dimension(nx,ny),    intent(in)    :: beta_in    ! la valeur initiale
504    real,dimension(nx,ny),    intent(out)   :: beta_out   ! la valeur apres iteration
505    real,dimension(nx,ny),    intent(in)    :: Ecart      ! l'ecart a l'obs
506
507! variables locales
508    integer                                 :: ii,jj
509
510    do j= 1 + n, nyy - n
511       do i = 1 + n, nxx - n
512          beta_out(i,j) = beta_in(i,j)
513
514          do jj = -n, n
515             do ii = -n, n 
516                beta_out(i,j) = beta_out(i,j) + coef * M(ii,jj) * ecart(i+ii,j+jj)
517             end do
518          end do
519
520       end do
521    end do
522
523    beta_out(:,:) = max (beta_out(:,:),0.)
524  end subroutine iter_gauss
525
526end module dragging_prescr_beta
527
528!!$! add the nodes of topographical instability (on major nodes)
529! a garder eventuellement pour runs instabilite
530!!$beta_file = trim(dirnameinp)//'sensib_H_Gael-15km.dat'
531!!$call lect_datfile(nx,ny,drag_instab_topo,1,beta_file)   
532!!$
533!!$where (drag_instab_topo(:,:).gt.0.)
534!!$   drag_centre(:,:)=min(drag_centre(:,:),400.)
535!!$endwhere
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.