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physiq_mod.F90

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1	! $Id: physiq.F 1565 2011-08-31 12:53:29Z jghattas $
2	!#define IO_DEBUG
3	MODULE physiq_mod
4
5	IMPLICIT NONE
6
7	CONTAINS
8
9	!========================================================================================================================
10	! Adaptation de physiq.F90 de phydev pour mettre en oeuvre une interface dynamique de LMDZ/physique de MAR.
11	! Martin Ménégoz (Février 2014) martin.menegoz@lgge.obs.ujf-grenoble.fr
12	! Contact LGGE: gallee@lgge.obs.ujf-grenoble.fr (modèle MAR) ; contact LMD: Frederic.hourdin@lmd.jussieu.fr (modèle LMDZ)
13	!========================================================================================================================
14
15	SUBROUTINE physiq (nlon,nlev, &
16	& debut,lafin,jD_cur, jH_cur,pdtphys, &
17	& paprs,pplay,pphi,pphis,ppresnivs, &
18	& u,v,rot,t,qx, &
19	& flxmass_w, &
20	& d_u, d_v, d_t, d_qx, d_ps &
21	& , dudyn )
22
23	USE dimphy, only : klon,klev,klevp1
24	USE infotrac_phy, only : nqtot
25	USE geometry_mod, only : latitude,longitude,cell_area
26	!USE comcstphy, only : rg
27	USE iophy, only : histbeg_phy,histwrite_phy
28	USE ioipsl, only : getin,histvert,histdef,histend,ymds2ju,ju2ymds,histsync
29	USE mod_phys_lmdz_para, only : jj_nb
30	USE phys_state_var_mod, only : phys_state_var_init
31	USE vertical_layers_mod, ONLY: ap, bp
32	! Modules LMDZ utilisés pour LMDZ-MAR:
33	USE control_mod
34
35	! Modules utilisé pour MAR dans DYN_to_PHY_MAR.f90
36	use Mod_Real
37	use Mod_PHY____dat
38	use Mod_PHY____grd
39	use Mod_PHY_S0_grd
40	use Mod_SISVAT_grd
41	use Mod_SISVAT_dat
42	use Mod_SISVAT_gpt ! surface heat flxes in outputs
43	use Mod_PHY_DY_kkl
44	use Mod_PHY_CM_kkl ! pour écrire les snowfall et rainfall dans les outputs
45	use Mod_PHY_CP_kkl ! pour écrire les snowfall et rainfall dans les outputs
46
47	#ifdef CPP_XIOS
48	USE wxios
49	#endif
50
51	IMPLICIT none
52
53	#include "dimensions.h"
54	! Include LMDZ utilisés ici pour MAR-LMDZ:
55	#include "YOMCST.h"
56
57	!======================================================================
58	! Arguments du moniteur general de la physique dans le modele LMDZ
59	!======================================================================
60	!
61	! Arguments:
62	!
63	! nlon----input-I-nombre de points horizontaux
64	! nlev----input-I-nombre de couches verticales, doit etre egale a klev
65	! debut---input-L-variable logique indiquant le premier passage
66	! lafin---input-L-variable logique indiquant le dernier passage
67	! jD_cur -R-jour courant a l'appel de la physique (jour julien)
68	! jH_cur -R-heure courante a l'appel de la physique (jour julien)
69	! pdtphys-input-R-pas d'integration pour la physique (seconde)
70	! paprs---input-R-pression pour chaque inter-couche (en Pa)
71	! pplay---input-R-pression pour le mileu de chaque couche (en Pa)
72	! pphi----input-R-geopotentiel de chaque couche (g z) (reference sol)
73	! pphis---input-R-geopotentiel du sol
74	! ppresnivs-input_R_pressions approximat. des milieux couches ( en PA)
75	! u-------input-R-vitesse dans la direction X (de O a E) en m/s
76	! v-------input-R-vitesse Y (de S a N) en m/s
77	! t-------input-R-temperature (K)
78	! qx------input-R-humidite specifique (kg/kg) et d'autres traceurs
79	! d_t_dyn-input-R-tendance dynamique pour "t" (K/s)
80	! d_q_dyn-input-R-tendance dynamique pour "q" (kg/kg/s)
81	! flxmass_w -input-R- flux de masse verticale
82	! d_u-----output-R-tendance physique de "u" (m/s/s)
83	! d_v-----output-R-tendance physique de "v" (m/s/s)
84	! d_t-----output-R-tendance physique de "t" (K/s)
85	! d_qx----output-R-tendance physique de "qx" (kg/kg/s)
86	! d_ps----output-R-tendance physique de la pression au sol
87	!IM
88
89	!======================================================================
90	! Variables ajoutés pour l'utilisation de la physique de MAR
91	!======================================================================
92
93	integer,parameter :: jjmp1=jjm+1-1/jjm
94	integer,parameter :: iip1=iim+1
95
96	! Indices des traceurs (qx)
97	! NB: Tous les traceurs de MAR (vapeur d'eau et hydrométéores, solides et liquides) sont transportés via la variables qx (tendances: d_qx)
98	! Il doivent être déclarés dans un fichier traceur.def avant de lancer la simulation
99
100	INTEGER, PARAMETER :: ivap = 1 ! indice de traceurs pour vapeur d'eau
101	INTEGER, PARAMETER :: iliq = 2 ! indice de traceurs pour eau liquide
102	INTEGER, PARAMETER :: iice = 3 ! indice de traceurs pour eau solide
103	INTEGER, PARAMETER :: icin = 4 ! indice de traceurs pour CIN
104	INTEGER, PARAMETER :: isnow = 5 ! indice de traceurs pour flocons de neige
105	INTEGER, PARAMETER :: irain = 6 ! indice de traceurs pour gouttes de pluie
106	INTEGER, PARAMETER :: itke = 7 ! indice de traceurs pour tke
107	INTEGER, PARAMETER :: itked = 8 ! indice de traceurs pour tke dissipation
108	! #cw INTEGER, PARAMETER :: iccn = 9 ! indice de traceurs pour CCN
109
110	!======================================================================
111	! Arguments de la routine physiq.F90:
112	!======================================================================
113	integer,intent(in) :: nlon ! number of atmospheric colums
114	integer,intent(in) :: nlev ! number of vertical levels (should be =klev)
115	real,intent(in) :: jD_cur ! current day number (Julian day)
116	real,intent(in) :: jH_cur ! current time of day (as fraction of day)
117	logical,intent(in) :: debut ! signals first call to physics
118	logical,intent(in) :: lafin ! signals last call to physics
119	real,intent(in) :: pdtphys ! physics time step (s)
120	real,intent(in) :: paprs(klon,klev+1) ! interlayer pressure (Pa)
121	real,intent(in) :: pplay(klon,klev) ! mid-layer pressure (Pa)
122	real,intent(in) :: pphi(klon,klev) ! geopotential at mid-layer
123	real,intent(in) :: pphis(klon) ! surface geopotential
124	real,intent(in) :: ppresnivs(klev) ! pseudo-pressure (Pa) of mid-layers
125	real,intent(in) :: u(klon,klev) ! eastward zonal wind (m/s)
126	real,intent(in) :: v(klon,klev) ! northward meridional wind (m/s)
127	REAL, intent(in):: rot(klon, klev) ! relative vorticity,
128	! in s-1, needed for frontal waves
129	real,intent(in) :: t(klon,klev) ! temperature (K)
130	real,intent(in) :: qx(klon,klev,nqtot) ! tracers (.../kg_air)
131	real,intent(in) :: flxmass_w(klon,klev) ! vertical mass flux
132	real,intent(out) :: d_u(klon,klev) ! physics tendency on u (m/s/s)
133	real,intent(out) :: d_v(klon,klev) ! physics tendency on v (m/s/s)
134	real,intent(out) :: d_t(klon,klev) ! physics tendency on t (K/s)
135	real,intent(out) :: d_qx(klon,klev,nqtot) ! physics tendency on tracers
136	real,intent(out) :: d_ps(klon) ! physics tendency on surface pressure
137	real,intent(in) :: dudyn(iim+1,jjmp1,klev) ! Not used
138
139	!======================================================================
140	! Variables locales temporelles
141	!======================================================================
142	integer,save :: itau=0 ! counter to count number of calls to physics
143	!$OMP THREADPRIVATE(itau)
144	!real :: temp_newton(klon,klev)
145	integer :: k
146	logical, save :: first=.true.
147	!$OMP THREADPRIVATE(first)
148
149	!======================================================================
150	! Inputs/Outputs
151	!======================================================================
152	integer :: itau0
153	real :: zjulian
154	real :: dtime
155	integer :: nhori ! horizontal coordinate ID
156	integer,save :: nid_hist ! output file ID
157	!$OMP THREADPRIVATE(nid_hist)
158	integer :: zvertid ! vertical coordinate ID
159	integer,save :: iwrite_phys ! output every iwrite_phys physics step
160	!$OMP THREADPRIVATE(iwrite_phys)
161	integer :: iwrite_phys_omp ! intermediate variable to read iwrite_phys
162	real :: t_ops ! frequency of the IOIPSL operations (eg average over...)
163	real :: t_wrt ! frequency of the IOIPSL outputs
164
165
166	!======================================================================
167	! Arguments d'entrée pour la physique de MAR
168	!======================================================================
169
170	! NB : Pour plus de visibilité pour les développeurs de LMDZ et MAR, on conserve les noms de variables propres à MAR et LMDZ.
171	! La correspondance entre les variables se fait dans cette interface.
172
173	! Flags pour MAR (A ranger ultérieurement dans un fichier .def, selon le protocole LMDZ).
174	! Attention, ces Flags pilotent l'initialisation de nombreuses variables. Toutes les configurations n'ont pas été testées.
175	! Ici, on trouve les déclarations utilisées pour une experience aquaplanète.
176	! Contacter Hubert Gallée pour connaître la signification des Flags.
177
178
179	logical :: FlagSV = .TRUE. ! Surface
180	logical :: FlagSV_Veg = .TRUE. ! Végétation
181	logical :: FlagSV_SNo = .TRUE. ! Neige
182	logical :: FlagSV_BSn = .FALSE. !
183	logical :: FlagSV_KzT = .TRUE. !
184	logical :: FlagSV_SWD = .TRUE. ! (T,F) == SW INPUT is (downward,absorbed)
185	! FlagSV_SBC est utilisé pour lire des options de conditions aux limites. Ici, on le met à FALSE pour l'aquaplanète
186	logical :: FlagSV_SBC = .FALSE. ! Flag pour utiliser le PHY_SISVAT_INP propre à notre experience
187	logical :: FlagSV_UBC = .FALSE. !
188	logical :: FlagAT = .TRUE. !
189	character(len=1) :: TypeAT = 'e' ! Turbulence Model (e, K, L or H)
190	logical :: FlagAT_TKE = .TRUE. !
191	logical :: FlagCM = .TRUE. !
192	!Gilles : T > F car LMDz utilise les tendances des traceurs (sauf frac.nuage)
193	logical :: FlagCM_UpD = .FALSE. ! Update de la microphysique immédiat
194	logical :: FlagCP = .TRUE. ! Avec ou sans convection
195	logical :: FlagRT = .TRUE. !
196	logical :: FlagS0_SLO = .FALSE. !
197	logical :: FlagS0_MtM = .FALSE. !
198	logical :: Flag_O = .TRUE. !
199	!Gilles: FlagVR T > F pas de sortie interessante
200	logical :: FlagVR = .FALSE. !
201
202	!======================================================================
203	! Arguments pour la physique de MAR :
204	!======================================================================
205
206	! Pas de temps par défaut. Ils sont modifiés plus bas en fonction de pdtphys défini dans les fichiers .def.
207
208	real :: dt0DYn = 60. ! Time Step, Dynamics [s] recalculé en fonction de day_step
209	real :: dt0_SV = 60. ! Time Step, SISVAT [s] f(pdtphys)
210	real :: dt0_AT = 60. ! Time Step, Atm_AT [s] f(pdtphys)
211	real :: dt0_CM = 60. ! Time Step, CMiPhy [s] f(pdtphys)
212	real :: dt0_CP = 600. ! Time Step, CVAmnh [s] f(pdtphys)
213	real :: dt0_RT = 900. ! Time Step, radCEP [s] f(pdtphys)
214	real :: dx = 4.0e+4 ! Grid Spacing, MAX authorised for CMiPhy [m] Limite max tolérée pour la microphysique MAR (40)
215	real(kind=real8), dimension(klon) :: dx___HOST ! Grid Spacing max along x axis.
216	real(kind=real8), dimension(klon) :: dy___HOST ! Grid Size [m]
217	real :: DD_AxX = 90.00 ! x-Axis Direction [degree] Standard (90dg = Eastward) [dg] utilise juste pour les conditions aux limite et la position du soleil.
218	real, dimension(klevp1) :: s_HOST ! MAR ne fonctionne que avec des coordonnées sigma: sigma=(p-Psommet)/(psurface -Psommet)
219	real, dimension(klon) :: sh___HOST ! Surface Height [m] =0 en aquaplanète. A calculer ultérieurement en fonction de l'environnement LMDZ.
220	real(kind=real8), dimension(klon) :: sh_a_HOST ! Topography Anomaly [m]
221	real(kind=real8), dimension(klon) :: slopxHOST ! Slope, x-direction [-]
222	real(kind=real8), dimension(klon) :: slopyHOST ! Slope, y-direction [-]
223	real(kind=real8), dimension(klon) :: slopeHOST ! Slope [-]
224	real(kind=real8), allocatable :: MMaskHOST(:,:) ! Mountain Mask [-]
225	real, dimension(klon) :: lonh_HOST ! Longitude [hour]
226	real, dimension(klon) :: latr_HOST ! Latitude [radian]
227	real :: ptop_HOST ! Pressure Model Top [kPa] 0 in LMDZ
228	real, dimension(klon,klevp1) :: pkta_HOST ! Reduced Potential Temperature [KX/s] ! Temperature * p ** (R/Cp) [KX]
229	real, dimension(klon) :: psa__HOST ! Pressure Thickness [kPa] a recalculer en fonction du geopotentiel de surface: P*=Psurface-Ptop
230	real, dimension(klon,klevp1) :: gZa__HOST ! Geopotential Height [m2/s2] pphi dans LMDZ
231	real, dimension(klon,klevp1) :: gZam_HOST ! Geopotential Height, mid-level [m2/s2] On fait la moyenne entre couche du dessus et couche du dessous.
232	real, dimension(klon,klev) :: Ua___HOST ! Wind Speed, x-direction [m/s]
233	real, dimension(klon,klev) :: Va___HOST ! Wind Speed, y-direction [m/s]
234	real, dimension(klon,klev) :: Wa___HOST ! Wind Speed, z-direction [m/s] Non echangé entre phys et dyn dans LMDZ. Necessaire pour MAR. On le recalcule ci-aprés !
235	real, dimension(klon,klevp1) :: qv___HOST ! Specific Humidity [kg/kg] qx(:,:,ivap)
236	real, dimension(klon,klev) :: qw___HOST ! Cloud Droplets Concentration [kg/kg] qx(:,:,iliq)
237	! #cw real, dimension(klon,klev) :: CCN__HOST ! CCN Concentration [-/kg] qx(:,:,iccn)
238	real, dimension(klon,klev) :: qi___HOST ! Cloud Crystals Concentration [kg/kg] qx(:,:,iice)
239	real, dimension(klon,klev) :: CIN__HOST ! CIN Concentration [-/kg] qx(:,:,icin)
240	real, dimension(klon,klev) :: CF___HOST ! Cloud Fraction [-/kg] Dans le futur, la CF sera transportée dans la dynamique, mais pour l'instant, on n'en a pas besoin.
241
242	real, dimension(klon,klev) :: qs___HOST ! Snow Particles Concentration [kg/kg] qx(:,:,isnow)
243	real, dimension(klon,klev) :: qr___HOST ! Rain Drops Concentration [kg/kg] qx(:,:,irain)
244	real, dimension(klon,klev) :: TKE__HOST ! Turbulent Kinetic Energy [m2/s2] qx(:,:,itke)
245	real, dimension(klon,klev) :: eps__HOST ! Turbulent Kinetic Energy Dissipation [m2/s3] qx(:,:,itked)
246	real, dimension(klon,klev) :: dpkt___dt ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, ALL Contribut.[KX/s] a recalculer en fonction de d_t de LMDZ
247	real, dimension(klon,klev) :: dua____dt ! Wind Speed (x-direc.) TENDENCY, ALL Contribut.[m/s2] output commune MAR-LMD
248	real, dimension(klon,klev) :: dva____dt ! Wind Speed (y-direc.) TENDENCY, ALL Contribut.[m/s2] output commune MAR-LMD
249	real, dimension(klon,klev) :: dqv____dt ! Specific Humidity TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] output commune MAR-LMD
250	real, dimension(klon,klev) :: dqw____dt ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] dqx
251	! #cw real, dimension(klon,klev) :: dCw____dt ! CCN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/kg/s] dqx
252	real, dimension(klon,klev) :: dqi____dt ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] dqx
253	real, dimension(klon,klev) :: dCi____dt ! CIN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/kg/s] dqx
254	real, dimension(klon,klev) :: dCF____dt ! Cloud Fraction TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] dqx
255	real, dimension(klon,klev) :: dqs____dt ! Snow Particles Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] dqx
256	real, dimension(klon,klev) :: dqr____dt ! Rain Drops Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] dqx
257	! #dT& real, dimension(klon,klev) :: dpktSV_dt ! Reduced Potential Temperature Tendency, SISVAT [KX/s]
258	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dpktAT_dt ! Reduced Potential Temperature Tendency, Atm_AT [KX/s]
259	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqv_AT_dt ! Specific Humidity TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] dqx
260	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqw_AT_dt ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] dqx
261	! #cw real, dimension(klon,klev) :: dCw_AT_dt ! CCN Concentration TENDENCY, Atm_AT [1/s] dqx
262	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqi_AT_dt ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] dqx
263	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dCi_AT_dt ! CIN Concentration TENDENCY, Atm_AT [1/s] dqx
264	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqs_AT_dt ! Snow Particles Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] dqx
265	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqr_AT_dt ! Rain Drops Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] dqx
266	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dpktCM_dt ! Reduced Potential Temperature Tendency, CMiPhy [KX/s] dqx
267	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqv_CM_dt ! Specific Humidity TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] dqx
268	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqw_CM_dt ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] dqx
269	! #cw real, dimension(klon,klev) :: dCw_CM_dt ! CCN Concentration TENDENCY, CMiPhy [1/s] dqx
270	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqi_CM_dt ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] dqx
271	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dCi_CM_dt ! CIN Concentration TENDENCY, CMiPhy [1/s] dqx
272	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dCF_CM_dt ! Cloud Fraction TENDENCY, CMiPhy [1/s] dqx
273	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqs_CM_dt ! Snow Particles Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] dqx
274	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqr_CM_dt ! Rain Drops Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] dqx
275	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dpktCP_dt ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, CVAmnh [KX/s]
276	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqv_CP_dt ! Specific Humidity TENDENCY, CVAmnh [kg/kg/s] dqx
277	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqw_CP_dt ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, CVAmnh [kg/kg/s] dqx
278	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dqi_CP_dt ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, CVAmnh [kg/kg/s] dqx
279	! #dT real, dimension(klon,klev) :: dpktRT_dt ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, radCEP [KX/s]
280
281	integer,save :: it0EXP ! Incremente en fonction de debut et lafin. NB: MAR fait des restarts dans le Fortran, LMDZ avec des scripts shells. On suit ici la logique LMDZ. it0EXP et it0RUN sont donc identiques.
282	integer,save :: it0RUN ! Incremente en fonction de debut et lafin.
283	integer :: Year_H ! Time [year]
284	integer :: Mon__H ! Time [month]
285	integer :: Day__H ! Time [Day]
286	integer :: Hour_H ! Time [hour]
287	integer :: minu_H ! Time [minute]
288	integer :: sec__H ! Time [s]
289	integer :: ixq1,i0x0,mxqq ! Domain Dimension: x [-]
290	integer :: jyq1,j0y0,myqq ! Domain Dimension: y [-]
291	!integer :: klev ! Domain Dimension: z [-] Commun à MAR et LMDZ
292	!integer :: klevp1 ! Domain Dimension: z [-] Commun à MAR et LMDZ
293	integer :: mwq ! Domain Dimension: mosaic [-]
294	!integer :: klon ! Domain Dimension: x * y [-] Commun à MAR et LMDZ
295	integer :: kcolw ! Domain Dimension: x * y * mosaic [-]
296	integer :: m_azim ! Mountain Mask, nb of directions taken into account [-]
297	integer,parameter :: n0pt=1 ! nombre de points qui peuvent être choisis pour le fichier PHY____.OUT
298	integer, dimension(n0pt) :: IOi0SV !
299	integer, dimension(n0pt) :: IOj0SV !
300	real, dimension(klon) :: sst__HOST ! Ocean FORCING (SST) [K]
301	! #IP real, dimension(klon) :: sif__HOST ! Ocean FORCING (Sea-Ice Fraction ) [-]
302	! #AO real, dimension(ixq1:mxqq,jyq1:myqq,mwq) :: s_T__HOST ! A - O COUPLING n=1: Open Ocean [K]
303	! #AO real, dimension(ixq1:mxqq,jyq1:myqq,mwq) :: Alb__HOST ! A - O COUPLING (Surface Albedo ) n=2: Sea Ice [-]
304	! #AO real, dimension(ixq1:mxqq,jyq1:myqq,mwq) :: dSdT2HOST ! A - O COUPLING ( d(SH Flux) / dT ) [W/m2/K]
305	! #AO real, dimension(ixq1:mxqq,jyq1:myqq,mwq) :: dLdT2HOST ! A - O COUPLING ( d(SH Flux) / dT ) [W/m2/K]
306	! #TC integer, parameter :: ntrac = 28 !
307	! #TC real, dimension(ixq1:mxqq,jyq1:myqq,klev,ntrac) :: qxTC ! Aerosols: Atmospheric Contentration
308	! #TC real, dimension(ixq1:mxqq,jyq1:myqq ,ntrac) :: qsTC ! Aerosols: Near Surface Contentration
309	! #TC real, dimension(ixq1:mxqq,jyq1:myqq ,ntrac) :: uqTC ! Aerosols: Surf.Flux
310
311	!======================================================================
312	! Variables locales:
313	!======================================================================
314
315	real :: secondes ! pour le calcul de la date
316	integer :: i ! Pour les boucles
317	integer :: daysec ! Nombre de secondes dans ue journée
318	integer,save :: annee_ref ! Année du début de la simulation
319	!integer :: count_year ! le nombre d'années depuis le début de la simulation
320	!real,parameter :: epsilon = 1.e-6 ! pour le calcul du temps
321
322	! Constantes définies comme dans MAR et utilisées ici:
323	real :: RdA = 287. ! Perfect Gas Law Constant for Dry Air [J/kg/K]
324	real :: CpA = 1004. ! Specific Heat Capacity for Dry Air [J/kg/K]
325	real :: kap ! RdA/CpA [-]
326
327	! Pour l'initialisation:
328	real, dimension(klon) :: Ts___HOST ! Temperature de surface pour l'initialisation.
329	real, dimension(klon) :: pkt_DY_surf_tmp ! pkt de surface pour l'initialisation.
330	real, dimension(klon) :: qv_HOST_surf_tmp ! qv de surface pour l'initialisation.
331
332	! Pour ecriture en netcdf
333	real, dimension(klon,klev) :: cldfra ! CF___HOST vertically inverted
334
335	!======================================================================
336	!! Ecriture des sorties netcdf:
337	!======================================================================
338
339	! NB : La version de MAR utilisée ici ne permet pas d'écrire de sorties netcdf.
340	! On n'utilise pas encore XIOS
341	! En attendant, on utilise ici le classique ioipsl, ainsi que l'outil iotd de Frédéric Hourdin.
342
343	if (debut) then ! Things to do only for the first call to physics
344	! load initial conditions for physics (including the grid)
345	call phys_state_var_init() ! some initializations, required before calling phyetat0
346	call phyetat0("startphy.nc")
347
348	! Initialize outputs:
349	itau0=0
350	!$OMP MASTER
351	iwrite_phys_omp=1 !default: output every physics timestep
352	! NB: getin() is not threadsafe; only one thread should call it.
353	call getin("iwrite_phys",iwrite_phys_omp)
354	!$OMP END MASTER
355	!$OMP BARRIER
356	iwrite_phys=iwrite_phys_omp
357	t_ops=pdtphys*iwrite_phys ! frequency of the IOIPSL operation
358	t_wrt=pdtphys*iwrite_phys ! frequency of the outputs in the file
359	! compute zjulian for annee0=1979 and month=1 dayref=1 and hour=0.0
360	!CALL ymds2ju(annee0, month, dayref, hour, zjulian)
361	call getin('anneeref',anneeref)
362	call ymds2ju(anneeref, 1, 1, 0.0, zjulian)
363	annee_ref=anneeref ! On la sauve pour le reste de la simulation
364	dtime=pdtphys
365
366	! Initialisation de iophy pour l'utilisation de iotd créé par Frédéric Hourdin
367	call iophys_ini ! NB: cette initialisation concerne l'ecriture de fichiers phys.nc dans PHY_MAR (rechercher iophys_ecrit)
368
369	!Gilles : replace zjulian by jD_cur (if correct init of the year)
370	! call histbeg_phy("histins.nc",itau0,zjulian,dtime,nhori,nid_hist)
371	call histbeg_phy("histins.nc",itau0,jD_cur,dtime,nhori,nid_hist)
372
373	!$OMP MASTER
374
375	! define vertical coordinate
376	call histvert(nid_hist,"presnivs","Vertical levels","Pa",klev, &
377	ppresnivs,zvertid,'down')
378	! define variables which will be written in "histins.nc" file
379	call histdef(nid_hist,'temperature','Atmospheric temperature','K', &
380	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
381	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
382	call histdef(nid_hist,'pplay','atmospheric pressure','K', &
383	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
384	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
385	call histdef(nid_hist,'ps','Surface Pressure','Pa', &
386	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
387	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
388	call histdef(nid_hist,'qx_vap','specific humidity','kg/kg', &
389	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
390	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
391	call histdef(nid_hist,'qx_liq','atmospheric liquid water content','kg/kg', &
392	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
393	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
394	call histdef(nid_hist,'qx_ice','atmospheric ice content','kg/kg', &
395	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
396	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
397	call histdef(nid_hist,'u','Eastward Zonal Wind','m/s', &
398	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
399	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
400	call histdef(nid_hist,'v','Northward Meridional Wind','m/s', &
401	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
402	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
403	call histdef(nid_hist,'lonh','longitude','Hours', &
404	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
405	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
406	call histdef(nid_hist,'latr','latitude','radian', &
407	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
408	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
409	call histdef(nid_hist,'sst','Prescribed SST','K', &
410	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
411	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
412	! Tendances physiques de MAR ; pour le developpement MAR-LMDZ:
413	call histdef(nid_hist,'d_t','Atmospheric temperature trends after MAR physics','K/s', &
414	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
415	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
416	call histdef(nid_hist,'d_u','Eastward Zonal Wind trend','m/s/s', &
417	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
418	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
419	call histdef(nid_hist,'d_v','Northward Meridional Wind trend','m/s/s', &
420	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
421	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
422	! Définition de variables utilisée dans des sous-routines MAR
423	call histdef(nid_hist,'snow','snowfall convectif + stratiform','m', &
424	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
425	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
426	call histdef(nid_hist,'rain','rainfall convectif + stratiform','m', &
427	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
428	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
429	call histdef(nid_hist,'snowCP','snowfall convective','m', &
430	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
431	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
432	call histdef(nid_hist,'rainCP','rainfall convective','m', &
433	iim,jj_nb,nhori,1,1,1,zvertid,32, &
434	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
435	call histdef(nid_hist,'nebulosity','CF___HOST','-', &
436	iim,jj_nb,nhori,klev,1,klev,zvertid,32, &
437	'inst(X)',t_ops,t_wrt)
438	! end definition sequence
439	call histend(nid_hist)
440
441	!XIOS
442	#ifdef CPP_XIOS
443	! Déclaration de l'axe vertical du fichier:
444	!CALL wxios_add_vaxis("presnivs", "histins", klev, ppresnivs)
445
446	!Déclaration du pas de temps:
447	!CALL wxios_set_timestep(dtime)
448
449	!Finalisation du contexte:
450	!CALL wxios_closedef()
451	#endif
452	!$OMP END MASTER
453	endif ! of if (debut)
454
455	!======================================================================
456	! Calcul de variables environnement nécessaires à la physique de MAR
457	!======================================================================
458
459	! NB : Calculs à faire avant l'initialisation de la physique
460
461	! Calcul de constantes
462
463	kap = RdA / CpA
464	rpi = 4.*ATAN(1.)
465	daysec = 86400.
466
467	! increment counter itau
468	itau=itau+1
469
470	PRINT*, 'dans physiq.F90 :'
471	PRINT*, 'itau=',itau
472
473	! set all tendencies to zero
474	PRINT*, 'On initialise les tendances à zéro:'
475	d_u(1:klon,1:klev)=0.
476	d_v(1:klon,1:klev)=0.
477	d_t(1:klon,1:klev)=0.
478	d_qx(1:klon,1:klev,1:nqtot)=0.
479	d_ps(1:klon)=0.
480
481	! Allocation de tableaux:
482	! Pour l'instant :
483	m_azim=1 ! Azimuths pour le calcul des masques de montagne
484	ALLOCATE(MMaskHOST(klon,m_azim)) ! Mountain Mask [-]
485
486	! Appeller iniaqua et phyetat0 pour l'état initial avant le transfert vers les variables MAR !
487	! A faire pour lorsque l'on prendra en compte les continents
488
489	! Timesteps pour MAR (définis ici à partir des pas de temps LMDZ). A modifier éventuellement (via les fichiers .def)
490	! dt0_CP & dt0_RT modifiees ici selon Hubert avec daystep=720 ie dtdyn=2mn
491	! pdtphys modifie via gcm.def avec iphysiq=1 & nsplit_phys=1
492	dt0DYn=daysec/REAL(day_step) ! Time Step, Dynamics [s]
493	dt0_AT=pdtphys ! Time Step, SISVAT [s]
494	dt0_SV=pdtphys ! Time Step, Atm_AT [s]
495	dt0_CM=pdtphys ! Time Step, CMiPhy [s]
496	dt0_CP=pdtphys*10 ! Time Step, CVAmnh [s]
497	dt0_RT=pdtphys*20 ! Time Step, radCEP [s]
498
499	! Correspondances de grilles: inutilisé car on utilise directement les variables LMD
500
501	! Dans un premier temps, une seule mozaique:
502	mwq=1
503
504	kcolw=mwq*klon
505
506	DO i=1,klon
507	IF (longitude(i) .LT. 0) THEN
508	lonh_HOST(i)=longitude(i)*12./rpi+24. ! from radians to hours
509	ELSE
510	lonh_HOST(i)=longitude(i)*12./rpi ! from radians to hours
511	ENDIF
512	ENDDO
513	latr_HOST(:)=latitude(:) ! from radians to radians
514
515	!PRINT*, 'lonh_HOST(:)=',lonh_HOST(:)
516	!PRINT*, 'latr_HOST(:)=',latr_HOST(:)
517
518	! Niveaux verticaux:
519	! Attention, il faut faire un test pour vérifier si les coordonnées verticaux définis sont adéquats avec ceux de MAR!
520	DO k = 1, klev
521	i=klev+1-k
522	IF (ap(k) .NE. 0) THEN
523	CALL abort_gcm('','MAR physic can be applied only with sigma levels, check vertical resolution in disvert.F90',1)
524	ELSE
525	s_HOST(i)=0.5*(bp(k)+bp(k+1))
526	ENDIF
527	END DO
528	s_HOST(klev+1)=1 ! Dans MAR, sigma est défini depuis tout en haut jusqu'à la surface. s_HOST doit être égal à 1 en surface.
529
530	! En attendant que les routines PHY_____INI.F90, PHY_MAR_DAT.F90 et PHY_SISVAT_INP.F90 soient écrites selon un vecteur et non pas selon un tableau 2D lon-lat.
531	! On utilise ici la grille physique de LMDZ, qui a la taille klon (en argument de la physique): 2 + (JJM-1)IIM (soit 1682 pour une grille dynamique de 4836 déclarée à la compilation).
532
533	mxqq=iim
534	myqq=jjm+1
535
536	! Pour MAR, on a besoin des indices du premier point de la grille. Avec une grille globale, c'esty toujours (1,1):
537	ixq1=1
538	jyq1=1
539
540
541	! Temps:
542	IF (debut) THEN
543	it0EXP=1
544	ELSE
545	it0EXP=it0EXP+1
546	ENDIF
547
548	IF (debut) THEN
549	it0RUN=1
550	ELSE
551	it0RUN=it0RUN+1
552	ENDIF
553
554	! Pour l'instant, on ne peut démarrer une simulation seulement le 1er jour de l'année de référence:
555	! Attention, ju2ymds ne donne pas l'année courante, mais compte les années de simulations à partir de 0 !!! A checker !!!
556	CALL ymds2ju(annee_ref, 1, 1, 0.0, zjulian)
557	!Gilles: zjulian already counted in jD_cur if year correctly initialised
558	!CALL ju2ymds(jD_cur+jH_cur+zjulian,Year_H,Mon__H,Day__H,secondes)
559	CALL ju2ymds(jD_cur+jH_cur,Year_H,Mon__H,Day__H,secondes)
560	Hour_H=INT(secondes)/3600
561	minu_H=(INT(secondes)-Hour_H*3600)/60
562	!minu_H=INT((secondes-float(Hour_H)*3600.+epsilon)/60.) ! attention aux arrondis machine
563	sec__H=INT(secondes)-(Hour_H3600)-(minu_H60)
564
565	Print*,'CONTROL du temps avant d appeler la physique'
566	Print*,'zjulian=',zjulian
567	Print*,'annee_ref=',annee_ref
568	Print*, 'jD_cur=',JD_cur
569	Print*, 'jH_cur=',jH_cur
570	Print*, 'Year_H=',Year_H
571	Print*, 'Mon__H',Mon__H
572	Print*, 'Day__H',Day__H
573	Print*, 'secondes=',secondes
574	Print*, 'Hour_H=',Hour_H
575	Print*, 'minu_H=',minu_H
576	Print*, 'sec__H=',sec__H
577	Print*, 'klev=',klev
578	Print*, 'klevp1=',klevp1
579	Print*, 'nlev=',nlev
580	Print*, 'nlon=',nlon
581	Print*, 'klon=',klon
582	PRINT*, 'RCp=',RCp
583
584	! Coordonnées du point (en indice) pour lequel on imprime les sorties en ASCII dans le fichier PHY___________.OUT
585	i0x0=23
586	j0y0=48
587	! Variable utilisée juste pour les outputs:
588	IOi0SV(:)=1
589	IOj0SV(:)=1
590
591	! Variables inutilisees:
592	dy___HOST=0.
593	!CF___HOST=0. ! Pour l'instant pas utilisé, il faut tout de même l'initialiser?
594	dCF____dt=0.
595
596
597	!======================================================================
598	! INITIALISATIONS MAR
599	!======================================================================
600	!
601	! NB : les routines MAR ci-aprés doivent encore être travaillées. Ici, elles ne fonctionnent que pour une aquaplanète !
602
603	it_RUN = it0RUN
604	it_EXP = it0EXP
605
606	IF (it0RUN.LE.1) THEN
607
608	PRINT*,'it0RUN=0; On appelle les routines d initialisation de la physique de MAR'
609
610	! Initialization of Mod_PHY____grd
611	! --------------------------------
612
613	! Anciennes initialisations MAR
614
615	dxHOST = dx
616	DirAxX = DD_AxX
617	ixp1 = ixq1
618	i_x0 = i0x0
619	mxpp = mxqq
620	jyp1 = jyq1
621	j_y0 = j0y0
622	mypp = myqq
623	mzpp = klevp1
624	kcolp = klon
625	kcolv = kcolw
626
627	! Initialization of Mod_PHY_S0_grd
628	! --------------------------------
629	! Pour l'instant, en attendant du relief :
630	n_azim = m_azim
631
632	! Initialization of Mod_SISVAT_grd (Mosaic Discretization only )
633	! -------------------------------- ( Discretization from Mod_SISVAT_dim : see PHY_SISVAT_ALLOC)
634
635	mwp = mwq
636
637	! Initialization of Mod_SISVAT_dat
638	! --------------------------------
639	! pour aquaplanete: FixedSST=1
640	VarSST = 0.
641
642	! Initialization of Physical Constants and Allocation of main Variables
643	! ---------------------------------------------------------------------
644
645	! CONTROL
646	PRINT*, 'Appel de PHY INI'
647	! **************
648	CALL PHY________INI
649	! **************
650
651
652	! INPUT DATA surface et Calcul des dependances a des Points Horizontaux autres que le Point courant
653	! =================================================================================================
654	!
655
656	! Pour l'instant, PHY_MAR_DAT n'est pas vectorisé, donc on initilise tout en dur pour l'aquaplanète.
657	! Ultérieurement, il faudra lires les données topo de LMDZ pour renseigner ces variables à l'initialisation.
658
659	PRINT*,'Initialisation en dur des variables topo pour une aquaplanete'
660	sh___HOST(:)=0.00
661	sh_a_HOST(:)=0.00
662	dx___HOST(:) = 1.e3
663	dy___HOST(:) = 1.e3
664	slopxHOST(:) = 0.00
665	slopyHOST(:) = 0.00
666	slopeHOST(:) = 0.00
667	MMaskHOST(:,:) = 0.00
668
669	! CONTROL
670	!PRINT*, 'Appel de PHY MAR DAT'
671	! ***********
672	! CALL PHY_MAR_DAT( &
673	!! ***********
674	!& sh___HOST &! Topographie [m]
675	!& ,sh_a_HOST &! Topographie, Anomalie [m]
676	!& ,dx___HOST &! Discretisation, x [m]
677	!& ,dy___HOST &! Discretisation, y [m]
678	!& ,slopxHOST &! Pente selon l'Axe x [-]
679	!& ,slopyHOST &! Pente selon l'Axe y [-]
680	!& ,slopeHOST &! Pente [-]
681	!& ,MMaskHOST &! Masque de Montagnes [-]
682	!& ,ixq1,mxqq &!
683	!& ,jyq1,myqq &!
684	!& ,m_azim &!
685	!& )
686
687	! FIRST Initialization of the Surface Variables
688	! =============================================
689
690
691	! Initial Surface Temperature ( initialement dans DYN_to_PHY_MAR)
692	! ---------------------------
693
694	! CONTROL
695	PRINT*, 'Calcul de Ts___HOST dans la physique'
696	PRINT*, 'Initialisation de la temperature de surface avec les SST aquaplanète'
697	DO i = 1,klon
698	Ts___HOST(i)=273.+27.(1-sin(1.5latitude(i))**2)
699	IF ((latitude(i).GT.1.0471975).OR.(latitude(i).LT.-1.0471975)) THEN
700	Ts___HOST(i)=273.
701	ENDIF
702
703	!PRINT*, 'Initialisation de la temperature de surface avec la temperature du premier niveau'
704	!Ts___HOST(i) = pkta_HOST(i,klevp1)(psa__HOST(i)+ptop_HOST)*RCp
705	!Ts___HOST(i) = t(i,klev)
706	ENDDO
707
708	! CONTROL
709	PRINT*, 'Avant PHY SISVAT INP'
710	PRINT*,'MAXVAL(Ts___HOST(:)=)',maxval(Ts___HOST(:))
711	PRINT*,'MINVAL(Ts___HOST(:)=)',minval(Ts___HOST(:))
712	PRINT*, 'Appel de PHY SISVAT INP'
713	! **************
714	CALL PHY_SISVAT_INP(FlagSV_SBC,Ts___HOST,klon)
715	! **************
716
717	PRINT*, 'Apres PHY SISVAT INP'
718	PRINT*,'MAXVAL(Ts___HOST(:)=)',maxval(Ts___HOST(:))
719	PRINT*,'MINVAL(Ts___HOST(:)=)',minval(Ts___HOST(:))
720
721	END IF ! (it0RUN.LE.1)
722
723
724	! Horizontal Interactions
725	! ======================
726
727
728	! Interface: DATA for Stand-Alone Version of the Physical Package
729	! ===============================================================
730
731	IF (.NOT. FlagRT .OR. &
732	& .NOT. FlagAT .OR. &
733	& .NOT. FlagCM) THEN
734	! & .NOT. FlagCP) THEN
735	! CONTROL
736	PRINT*, 'Appel de PHY SISVAT UBC'
737	! **************
738	CALL PHY_SISVAT_UBC(FlagRT,FlagAT,FlagCM,FlagCP)
739	! **************
740
741	END IF
742
743	PRINT*, 'Apres PHY_SISVAT_UBC'
744	Print*, 'mzp=',mzp
745	Print*, 'mzpp=',mzpp
746
747	!======================================================================
748	! Calcul des inputs de MAR à partir de LMDZ
749	!======================================================================
750
751	! NB : Calculs à faire aprés l'initialisation de la physique du MAR
752
753	PRINT*, 'Calcul des inputs de MAR à partir de LMDZ'
754
755	! Correspondance ou transformation de variables:
756	! RKAPPA=R/Cp dans un module LMD ;
757	! Probleme, on n'a pas la temperature de surface dans les arguments !!! a voir avec Hubert comment on fait...
758	! En attendant, on prend la température du premier niveau au lieu de celle de la surface (idem pour le haut de l'atmosphère):
759	! NB : Attention aux unités !
760
761	IF (debut) THEN
762	! On initialise avec la temperature du premier niveau au lieu de la temperature de surface à la première itération:
763	pkt_DY_surf_tmp(:)=t(:,1) / (pplay(:,1)/1000) ** kap
764	ELSE
765	pkt_DY_surf_tmp(:)=pkt_DY(:,klev+1)
766	ENDIF
767
768	pkta_HOST(:,klev+1)=pkt_DY_surf_tmp(:)
769	DO k = 1, klev
770	i=klev+1-k
771	pkta_HOST(:,i) = t(:,k) / (pplay(:,k)/1000) ** kap
772	END DO
773
774	ptop_HOST=0.
775	psa__HOST(:)=(paprs(:,1)-paprs(:,klev+1))/1000. ! [kPa]
776
777	! Correspondance du géopotentiel entre LMDZ et MAR :
778
779	! Aux niveaux:
780	DO k = 1, klev
781	i=klev+1-k
782	gZa__HOST(:,i)=pphi(:,k)
783	END DO
784	gZa__HOST(:,klev+1)=pphis(:)
785
786	! Aux inter-niveaux:
787	DO k = 1, klev
788	gZam_HOST(:,k+1)=0.5*(gZa__HOST(:,k+1)+gZa__HOST(:,k))
789	END DO
790	gZam_HOST(:,1)=1.5gZa__HOST(:,1)-0.5gZa__HOST(:,2) ! Extrapolation au sommet de l'atmosphère
791	DO k = 1, klev
792	i=klev+1-k
793	Ua___HOST(:,i)=u(:,k)
794	Va___HOST(:,i)=v(:,k)
795	ENDDO
796
797	! Calcul de vitesse verticale a partir de flux de masse verticale :
798	DO k = 1, klev
799	i=klev+1-k
800	!omega(i,k) = RG*flxmass_w(i,k) / cell_area(i) ! omega en Pa/s
801	Wa___HOST(:,i)=flxmass_w(:,k) / cell_area(:) * (gZam_HOST(:,i+1) - gZam_HOST(:,i))/(paprs(:,k+1)-paprs(:,k)) ! Equilibre hydrostatique
802	END DO
803	Wa___HOST(:,klev)=0 ! Vitesse nulle à la surface.
804	Wa___HOST(:,1)=0 ! Vitesse nulle au sommet.
805
806	! Tendances:
807	DO k = 1, klev
808	i=klev+1-k
809	dpkt___dt(:,i)=d_t(:,k) / (pplay(:,k)/1000) ** kap
810	dua____dt(:,i)=d_u(:,k)
811	dva____dt(:,i)=d_v(:,k)
812	ENDDO
813
814
815	DO k = 1, klev
816	i=klev+1-k
817
818	! Traceurs:
819	qv___HOST(:,i)=qx(:,k,ivap) ! Specific Humidity [kg/kg]
820	qw___HOST(:,i)=qx(:,k,iliq) ! Cloud Droplets Concentration [kg/kg]
821	qi___HOST(:,i)=qx(:,k,iice) ! Cloud Crystals Concentration [kg/kg]
822	CIN__HOST(:,i)=qx(:,k,icin) ! CIN Concentration [-/kg]
823	qs___HOST(:,i)=qx(:,k,isnow) ! Snow Particles Concentration [kg/kg]
824	qr___HOST(:,i)=qx(:,k,irain) ! Rain Drops Concentration [kg/kg]
825	TKE__HOST(:,i)=qx(:,k,itke) ! Turbulent Kinetic Energy [m2/s2]
826	eps__HOST(:,i)=qx(:,k,itked) ! Turbulent Kinetic Energy Dissipation [m2/s3]
827	! #cw CCN__HOST(:,:)=qx(:,:,iccn) ! CCN Concentration [-/kg]
828
829	END DO
830
831	! Dans MAR, qv(klev+1)=qv(klev)
832	IF (debut) THEN
833	! On initialise avec le qv du premier niveau au lieu du qv de surface à la première itération:
834	qv_HOST_surf_tmp(:)=qv___HOST(:,klev)
835	ELSE
836	qv_HOST_surf_tmp(:)=qv__DY(:,klev+1)
837	ENDIF
838	qv___HOST(:,klev+1)=qv_HOST_surf_tmp(:) ! Specific Humidity [kg/kg]
839
840	DO k = 1, klev
841	i=klev+1-k
842
843	! Dérivée des traceurs:
844	dqv____dt(:,i)=d_qx(:,k,ivap) ! Specific Humidity TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
845	dqw____dt(:,i)=d_qx(:,k,iliq) ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
846	dqi____dt(:,i)=d_qx(:,k,iice) ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
847	dCi____dt(:,i)=d_qx(:,k,icin) ! CIN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/kg/s]
848	dqs____dt(:,i)=d_qx(:,k,isnow) ! Snow Particles Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
849	dqr____dt(:,i)=d_qx(:,k,irain) ! Rain Drops Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
850	! #cw dCw____dt ! CCN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/kg/s]
851
852	END DO
853
854	!======================================================================
855	! Test Aquaplanète:
856	!======================================================================
857
858	! CONTROL
859	PRINT*, 'Calcul des SST en aquaplanète pour MAR comme dans le cas n°101 de LMDZ' ! (cf iniaqua de LMDZ)
860	!IF (debut) THEN
861	DO i=1,klon
862	sst__HOST(i)=273.+27.(1-sin(1.5latitude(i))**2)
863	IF ((latitude(i).GT.1.0471975).OR.(latitude(i).LT.-1.0471975)) THEN
864	sst__HOST(i)=273.
865	ENDIF
866	ENDDO
867	!ENDIF
868
869	!======================================================================
870	! CONTROL
871	!======================================================================
872	PRINT*, 'Control variables LMDZ entree de la physique'
873	PRINT*,'MAXVAL(pplay(:,klev))=',MAXVAL(pplay(:,klev))
874	PRINT*,'MINVAL(pplay(:,klev))=',MINVAL(pplay(:,klev))
875	PRINT*,'MAXVAL(t(:,klev))=',MAXVAL(t(:,klev))
876	PRINT*,'MINVAL(t(:,klev))=',MINVAL(t(:,klev))
877	PRINT*,'MAXVAL(pplay(:,1))=',MAXVAL(pplay(:,1))
878	PRINT*,'MINVAL(pplay(:,1))=',MINVAL(pplay(:,1))
879	PRINT*,'MAXVAL(t(:,1))=',MAXVAL(t(:,1))
880	PRINT*,'MINVAL(t(:,1))=',MINVAL(t(:,1))
881	PRINT*,'MAXVAL(pplay)=',MAXVAL(pplay)
882	PRINT*,'MINVAL(pplay)=',MINVAL(pplay)
883	PRINT*,'MAXVAL(t)=',MAXVAL(t)
884	PRINT*,'MINVAL(t)=',MINVAL(t)
885	PRINT*,'MAXVAL(pphis)=',MAXVAL(pphis)
886	PRINT*,'MINVAL(pphis)=',MINVAL(pphis)
887	PRINT*,'kap=',kap
888	PRINT*, 'CONTROL variables MAR entree de la physique'
889	PRINT*,'MAXVAL(pkta_HOST)=',MAXVAL(pkta_HOST)
890	PRINT*,'MAXVAL(psa__HOST)=',MAXVAL(psa__HOST)
891	PRINT*,'MAXVAL(gZa__HOST)=',MAXVAL(gZa__HOST)
892	PRINT*,'MAXVAL(gZam_HOST)=',MAXVAL(gZam_HOST)
893	PRINT*,'MAXVAL(Ua___HOST)=',MAXVAL(Ua___HOST)
894	PRINT*,'MAXVAL(Va___HOST)=',MAXVAL(Va___HOST)
895	PRINT*,'MAXVAL(qv___HOST)=',MAXVAL(qv___HOST)
896	PRINT*,'MINVAL(pkta_HOST)=',MINVAL(pkta_HOST)
897	PRINT*,'MINVAL(psa__HOST)=',MINVAL(psa__HOST)
898	PRINT*,'MINVAL(gZa__HOST)=',MINVAL(gZa__HOST)
899	PRINT*,'MINVAL(gZam_HOST)=',MINVAL(gZam_HOST)
900	PRINT*,'MINVAL(Ua___HOST)=',MINVAL(Ua___HOST)
901	PRINT*,'MINVAL(Va___HOST)=',MINVAL(Va___HOST)
902	PRINT*,'MINVAL(qv___HOST)=',MINVAL(qv___HOST)
903	PRINT*,'Control iterations:'
904	PRINT*,'it0RUN=',it0RUN
905	PRINT*,'it0EXP=',it0EXP
906	PRINT*,'it_RUN=',it_RUN
907	PRINT*,'it_EXP=',it_EXP
908
909	! On choisi l'endroit où on fait les diagnostics de verification MAR (fichier ASCII):
910	! Pour la phase de débug, on cherche des Nan !
911
912	DO i=1,klon
913	DO k=1,klev
914	IF (isnan(Va___HOST(i,k))) THEN
915	ikl0 = i
916	PRINT*,'Attention : NaN at'
917	PRINT,'longitude=',longitude(i)180/rpi
918	PRINT,'latitude=',latitude(i)180/rpi
919	ENDIF
920	ENDDO
921	ENDDO
922
923	!======================================================================
924	! Appel de PHY_MAR
925	!======================================================================
926
927	! NB: Logiquement, il faut conserver cet appel tel quel, car Hubert Gallée s'engage à ne pas le changer lors des mises à jour !
928
929	! CONTROL
930	PRINT*, 'Appel de PHY MAR'
931	!PRINT*, 'FlagSV =',FlagSV
932	!PRINT*, 'FlagSV_Veg =',FlagSV_Veg
933	!PRINT*, 'FlagSV_SNo =',FlagSV_SNo
934	!PRINT*, 'FlagSV_BSn =',FlagSV_BSn
935	!PRINT*, 'FlagSV_KzT =',FlagSV_KzT
936	!PRINT*, 'FlagSV_SWD =',FlagSV_SWD
937	!PRINT*, 'FlagSV_SBC =',FlagSV_SBC
938	!PRINT*, 'FlagSV_UBC =',FlagSV_UBC
939	!PRINT*, 'FlagAT =',FlagAT
940
941	CALL PHY_MAR(FlagSV & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (active OR NOT)
942	& ,FlagSV_Veg & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (Variable Vegetation OR NOT)
943	& ,FlagSV_SNo & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (Snow Model active OR NOT)
944	& ,FlagSV_BSn & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (Blowing Snow Model active OR NOT)
945	& ,FlagSV_KzT & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (pkt Turb.Transfert active OR NOT in SISVAT)
946	& ,FlagSV_SWD & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (Modify SW INPUT->downward OR NOT)
947	& ,FlagSV_SBC & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (INPUT of Soil & Vege DATA OR NOT in SISVAT)
948	& ,FlagSV_UBC & ! FLAG for SISVAT: (T,F) = (pkt UpperBC is Von Neuman OR NOT in SISVAT)
949	& ,FlagAT & ! FLAG for Atm_AT: (T,F) = (Turbulent Transfer active OR NOT)
950	& ,TypeAT & ! TYPE of Atm_AT: (e= Ee Duynkerke, K= Ee Kitada, L= EL, H= Ee Huan-R)
951	& ,FlagAT_TKE & ! FLAG for genTKE: (T,F) = (TKE-e Model active OR NOT)
952	& ,FlagCM & ! FLAG for CMiPhy: (T,F) = (Cloud Microphysics active OR NOT)
953	& ,FlagCM_UpD & ! FLAG for CMiPhy: (T,F) = (qv & hydrometeors updated OR NOT IN CMiPhy)
954	& ,FlagCP & ! FLAG for Convection Paramet.
955	& ,FlagRT & ! FLAG for Radiative Transfer
956	& ,FlagS0_SLO & ! FLAG for Insolation, Surfac.Slope Impact included NEW
957	& ,FlagS0_MtM & ! FLAG for Insolation, Surfac.Slope & Mountain Mask Impacts included NEW
958	& ,Flag_O & ! FLAG for OUTPUT
959	& ,FlagVR & ! FLAG for OUTPUT for VERIFICATION
960	& ,dt0DYn & ! Time STEP between 2 CALLs of PHY_MAR [s] I, fix
961	& ,dt0_SV & ! Time STEP between 2 CALLs of SISVAT [s] I, fix
962	& ,dt0_AT & ! Time STEP between 2 CALLs of Atm_AT [s] I, fix
963	& ,dt0_CM & ! Time STEP between 2 CALLs of CMiPhy [s] I, fix
964	& ,dt0_CP & ! Time STEP between 2 CALLs of CVamnh [s] I, fix
965	& ,dt0_RT & ! Time STEP between 2 CALLs of radCEP [s] I, fix
966	& ,dx & ! Grid Mesh size (Horizontal) [m] I, fix
967	& ,DD_AxX & ! Grid x-Axis Direction [degree] I, fix
968	& ,s_HOST & ! Grid (Vertical) of HOST (NORMALIZED PRESSURE assumed) [-] I, fix
969	& ,sh___HOST & ! Topography [m] I, fix
970	& ,sh_a_HOST & ! Topography Anomaly [m] I, fix NEW
971	& ,slopxHOST & ! Slope, x-direction [-] I, fix NEW
972	& ,slopyHOST & ! Slope, y-direction [-] I, fix NEW
973	& ,slopeHOST & ! Slope [-] I, fix NEW
974	& ,MMaskHOST & ! Mountain Mask [-] I, fix NEW
975	& ,lonh_HOST & ! Longitude [hour] I, fix
976	& ,latr_HOST & ! Latitude [radian] I, fix
977	& ,pkta_HOST & ! Reduced Potential Temperature [XK] I, O
978	& ,ptop_HOST & ! Pressure, Model Top [kPa] I, fix
979	& ,psa__HOST & ! Pressure Thickness [kPa] I
980	& ,gZa__HOST & ! Geopotential Height [m2/s2] I
981	& ,gZam_HOST & ! Geopotential Height, mid-level [m2/s2] I
982	& ,Ua___HOST & ! Wind , x-Direction [m/s] I
983	& ,Va___HOST & ! Wind , y-Direction [m/s] I
984	& ,Wa___HOST & ! Wind , z-Direction [m/s] I
985	& ,qv___HOST & ! Specific Humidity [kg/kg] I, O
986	& ,qw___HOST & ! Cloud Droplets Concentration [kg/kg] I, O
987	! #cw& ,CCN__HOST & ! CCN Concentration [-/kg]
988	& ,qi___HOST & ! Cloud Crystals Concentration [kg/kg] I, O
989	& ,CIN__HOST & ! CIN Concentration [-/kg] I, O
990	& ,CF___HOST & ! Cloud Fraction [-] I, O
991	& ,qs___HOST & ! Snow Particles Concentration [kg/kg] I, O
992	& ,qr___HOST & ! Rain Drops Concentration [kg/kg] I, O
993	& ,TKE__HOST & ! Turbulent Kinetic Energy [m2/s2] I, O
994	& ,eps__HOST & ! Turbulent Kinetic Energy Dissipation [m2/s3] I, O
995	& ,dpkt___dt & ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, ALL Contribut.[KX/s] O
996	& ,dua____dt & ! Wind Speed (x-direc.) TENDENCY, ALL Contribut.[m/s2] O
997	& ,dva____dt & ! Wind Speed (y-direc.) TENDENCY, ALL Contribut.[m/s2] O
998	& ,dqv____dt & ! Specific Humidity TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] O
999	& ,dqw____dt & ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] O
1000	! #cw& ,dCw____dt & ! CCN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/s]
1001	& ,dqi____dt & ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] O
1002	& ,dCi____dt & ! CIN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/s] O
1003	& ,dCF____dt & ! Cloud Fraction TENDENCY, ALL Contr. [1/s] O
1004	& ,dqs____dt & ! Snow Particles Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] O
1005	& ,dqr____dt & ! Rain Drops Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s] O
1006	! #dT& ,dpktSV_dt & ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, SISVAT [KX/s] (O)
1007	! #dT& ,dpktAT_dt & ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, Atm_AT [KX/s] (O)
1008	! #dT& ,dqv_AT_dt & ! Specific Humidity TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] (O)
1009	! #dT& ,dqw_AT_dt & ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] (O)
1010	! #dT& ,dqi_AT_dt & ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] (O)
1011	! #dT& ,dqs_AT_dt & ! Snow Particles Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] (O)
1012	! #dT& ,dqr_AT_dt & ! Rain Drops Concentration TENDENCY, Atm_AT [kg/kg/s] (O)
1013	! #cw& ,dCw_AT_dt & ! CCN Concentration TENDENCY, Atm_AT [1/s] (O)
1014	! #dT& ,dCi_AT_dt & ! CIN Concentration TENDENCY, Atm_AT [1/s] (O)
1015	! #dT& ,dpktCM_dt & ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, CMiPhy [KX/s] (O)
1016	! #dT& ,dqv_CM_dt & ! Specific Humidity TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] (O)
1017	! #dT& ,dqw_CM_dt & ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] (O)
1018	! #dT& ,dCF_CM_dt & ! Cloud Fraction TENDENCY, CMiPhy [1/s] (O)
1019	! #dT& ,dqi_CM_dt & ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] (O)
1020	! #dT& ,dqs_CM_dt & ! Snow Particles Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] (O)
1021	! #dT& ,dqr_CM_dt & ! Rain Drops Concentration TENDENCY, CMiPhy [kg/kg/s] (O)
1022	! #cw& ,dCw_CM_dt & ! CCN Concentration TENDENCY, CMiPhy [1/s] (O)
1023	! #dT& ,dCi_CM_dt & ! CIN Concentration TENDENCY, CMiPhy [1/s] (O)
1024	! #dT& ,dpktCP_dt & ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, CVAmnh [KX/s] (O)
1025	! #dT& ,dqv_CP_dt & ! Specific Humidity TENDENCY, CVAmnh [kg/kg/s] (O)
1026	! #dT& ,dqw_CP_dt & ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, CVAmnh [kg/kg/s] (O)
1027	! #dT& ,dqi_CP_dt & ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, CVAmnh [kg/kg/s] (O)
1028	! #dT& ,dpktRT_dt & ! Reduced Potential Temperature TENDENCY, radCEP [KX/s] (O)
1029	& ,sst__HOST & ! Ocean FORCING (SST) [K] I
1030	! #IP& ,sif__HOST & ! Ocean FORCING (Sea-Ice Fraction ) [-] I
1031	! #AO& ,s_T__HOST & ! Ocean COUPLING (Surface Temperat.) n=1: Open Ocean [-] I,NEMO
1032	! #AO& ,Alb__HOST & ! Ocean COUPLING (Surface Albedo ) n=2: Sea Ice [-] I,NEMO
1033	! #AO& ,dSdT2HOST & ! Ocean COUPLING ( d(SH Flux) / dT ) [W/m2/K] O
1034	! #AO& ,dLdT2HOST & ! Ocean COUPLING ( d(LH Flux) / dT ) [W/m2/K] O
1035	!dead& ,it0EXP,it0RUN & ! Iteration
1036	& ,Year_H,Mon__H,Day__H,Hour_H,minu_H,sec__H & ! Time
1037	& ,ixq1 ,i0x0 ,mxqq & ! Domain Dimension: x
1038	& ,jyq1 ,j0y0 ,myqq & ! Domain Dimension: y
1039	& ,klev ,klevp1 & ! Domain Dimension: z
1040	& ,mwq & ! Domain Dimension: mosaic
1041	& ,klon & ! Domain Dimension: x * y NEW
1042	& ,kcolw & ! Domain Dimension: x * y * mosaic NEW
1043	& ,m_azim & ! Mountain Mask, nb of directions taken into account [-] NEW
1044	& ,IOi0SV,IOj0SV,n0pt) ! Indices of OUTPUT Grid Point
1045	! *******
1046
1047	!======================================================================
1048	! On renvoie les variables nécessaires à la dynamique de LMDZ:
1049	!======================================================================
1050
1051	PRINT*, 'On est sorti de PHY_MAR, on peut actualiser les variables pour LMDZ'
1052
1053	d_ps(:)=0.0 ! d_ps----output-R-tendance physique de la pression au sol ! égal à zéro sur la terre (car on néglige la perte de poid de la colonne lorsqu'il pleut).
1054
1055	DO k = 1, klev
1056	i=klev+1-k
1057
1058	d_u(:,k)=dua____dt(:,i) ! d_u-----output-R-tendance physique de "u" (m/s/s)
1059	d_v(:,k)=dva____dt(:,i) ! d_v-----output-R-tendance physique de "v" (m/s/s)
1060	d_t(:,k)=dpkt___dt(:,i)(pplay(:,k)/1000) * kap !d_t(:,:)= ! d_t-----output-R-tendance physique de "t" (K/s). Note: la pression ne change pas au cours de la physique.
1061	! d_qx----output-R-tendance physique de "qx" (kg/kg/s):
1062	d_qx(:,k,ivap)=dqv____dt(:,i) ! Specific Humidity TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
1063	d_qx(:,k,iliq)=dqw____dt(:,i) ! Cloud Droplets Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
1064	d_qx(:,k,iice)=dqi____dt(:,i) ! Cloud Crystals Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
1065	d_qx(:,k,icin)=dCi____dt(:,i) ! CIN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/kg/s]
1066	d_qx(:,k,isnow)=dqs____dt(:,i) ! Snow Particles Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
1067	d_qx(:,k,irain)=dqr____dt(:,i) ! Rain Drops Concentration TENDENCY, ALL Contr. [kg/kg/s]
1068	! #cw dCw____dt ! CCN Concentration TENDENCY, ALL Contr. [1/kg/s]
1069	cldfra(:,k)=CF___HOST(:,i) ! cloud fraction
1070
1071	END DO
1072
1073	! Heat flux at surface (diagnostic)
1074	HsenSV_gpt(:) = -uts_SV_gpt(:) 1.e-3 1005. ! sensible heat flx in W/m2
1075	HLatSV_gpt(:) = -uqs_SV_gpt(:) 1.e-3 2.5e6 ! latent heat flx in W/m2
1076
1077	! Question à Hubert : tendences de TKE non nécessaires ? Réponse: la TKE est mise à jour dans la physique, on n'a pas besoin de transporter la dérivée de TKE dans la dynamique.
1078
1079	! On désalloue les tableaux:
1080	DEALLOCATE(MMaskHOST) ! Est-ce qu'il faut le faire ?
1081
1082	PRINT*, 'Control des tendances aprés la physique de MAR'
1083
1084	PRINT*, 'maxval(d_u)=',maxval(d_u)
1085	PRINT*, 'maxval(d_v)=',maxval(d_v)
1086	PRINT*, 'maxval(d_t)=',maxval(d_t)
1087	PRINT*, 'maxval(paprs(:,1))=',maxval(paprs(:,1))
1088	PRINT*, 'minval(d_u)=',minval(d_u)
1089	PRINT*, 'minval(d_v)=',minval(d_v)
1090	PRINT*, 'minval(d_t)=',minval(d_t)
1091	PRINT*, 'minval(paprs(:,1))=',minval(paprs(:,1))
1092	PRINT*,'Test snowCM'
1093	PRINT*,'MAXVAL(snowCM)=',MAXVAL(snowCM)
1094	PRINT*,'MAXVAL(rainCM)=',MAXVAL(rainCM)
1095	PRINT*,'maxval(cldfra)=',maxval(cldfra)
1096	PRINT*,'minval(cldfra)=',minval(cldfra)
1097
1098	!======================================================================
1099	! Ecriture des sorties netcdf
1100	!======================================================================
1101
1102	PRINT*, 'On ecrit les variables dans un fichier netcdf instantané'
1103	! write some outputs:
1104	if (debut) then ! On imprime les variables de sortie intemporelles seulement au début
1105	!call iophys_ini
1106	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"lonh",itau,lonh_HOST)
1107	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"latr",itau,latr_HOST)
1108	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"sst",itau,sst__HOST)
1109	endif
1110	if (modulo(itau,iwrite_phys)==0) then
1111	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"temperature",itau,t)
1112	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"pplay",itau,pplay)
1113	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"ps",itau,paprs(:,1))
1114	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"qx_vap",itau,qx(:,:,ivap))
1115	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"qx_liq",itau,qx(:,:,iliq))
1116	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"qx_ice",itau,qx(:,:,iice))
1117	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"u",itau,u)
1118	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"v",itau,v)
1119	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"d_t",itau,d_t)
1120	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"d_u",itau,d_u)
1121	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"d_v",itau,d_v)
1122	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"snow",itau,SnowCM)
1123	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"rain",itau,RainCM)
1124	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"snowCP",itau,snowCP)
1125	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"rainCP",itau,rainCP)
1126	call histwrite_phy(nid_hist,.false.,"nebulosity",itau,cldfra)
1127	endif
1128
1129	!XIOS
1130	#ifdef CPP_XIOS
1131	!$OMP MASTER
1132	!On incrémente le pas de temps XIOS
1133	!CALL wxios_update_calendar(itau)
1134
1135	!Et on écrit, avec la routine histwrite dédiée:
1136	!CALL histwrite_phy("temperature",t)
1137	!CALL histwrite_phy("u",u)
1138	!CALL histwrite_phy("v",v)
1139	!CALL histwrite_phy("ps",paprs(:,1))
1140	!$OMP END MASTER
1141	#endif
1142	!
1143	! On synchronise la fin de l'écriture du fichier à chaque pas de temps pour que le fichier soit OK même si le code plante...
1144	CALL histsync(nid_hist)
1145
1146	PRINT*, 'Fin de physiq.f90'
1147
1148	end subroutine physiq
1149
1150
1151	END MODULE physiq_mod

Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.

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