source: LMDZ.3.3/tags/IPSL-CM4_IPCC/libf/dyn3d/fxhyp.F @ 601

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'IPSL-CM4_IPCC'.

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Line 
1c
2c $Header$
3c
4       SUBROUTINE fxhyp ( xzoomdeg,grossism,dzoom,tau ,
5     , rlonm025,xprimm025,rlonv,xprimv,rlonu,xprimu,rlonp025,xprimp025,
6     , champmin,champmax                                               )
7
8c      Auteur :  P. Le Van
9
10       IMPLICIT NONE
11
12c    Calcule les longitudes et derivees dans la grille du GCM pour une
13c     fonction f(x) a tangente  hyperbolique  .
14c
15c     grossism etant le grossissement ( = 2 si 2 fois, = 3 si 3 fois,etc.)
16c     dzoom  etant  la distance totale de la zone du zoom
17c     tau  la raideur de la transition de l'interieur a l'exterieur du zoom
18c
19c    On doit avoir grossism x dzoom <  pi ( radians )   , en longitude.
20c   ********************************************************************
21
22
23       INTEGER nmax, nmax2
24       PARAMETER (  nmax = 30000, nmax2 = 2*nmax )
25c
26       LOGICAL scal180
27       PARAMETER ( scal180 = .TRUE. )
28
29c      scal180 = .TRUE.  si on veut avoir le premier point scalaire pour   
30c      une grille reguliere ( grossism = 1.,tau=0.,clon=0. ) a -180. degres.
31c      sinon scal180 = .FALSE.
32
33#include "dimensions.h"
34#include "paramet.h"
35       
36c     ......  arguments  d'entree   .......
37c
38       REAL xzoomdeg,dzoom,tau,grossism
39
40c    ......   arguments  de  sortie  ......
41
42       REAL rlonm025(iip1),xprimm025(iip1),rlonv(iip1),xprimv(iip1),
43     ,  rlonu(iip1),xprimu(iip1),rlonp025(iip1),xprimp025(iip1)
44
45c     .... variables locales  ....
46c
47       REAL*8 xlon(iip1),xprimm(iip1),xuv
48       REAL*8 xtild(0:nmax2)
49       REAL*8 fhyp(0:nmax2),ffdx,beta,Xprimt(0:nmax2)
50       REAL*8 Xf(0:nmax2),xxpr(0:nmax2)
51       REAL*8 xvrai(iip1),xxprim(iip1)
52       REAL*8 pi,depi,epsilon,xzoom,fa,fb
53       REAL*8 Xf1, Xfi , a0,a1,a2,a3,xi2
54       INTEGER i,it,ik,iter,ii,idif,ii1,ii2
55       REAL*8 xi,xo1,xmoy,xlon2,fxm,Xprimin
56       REAL*8 champmin,champmax,decalx
57       INTEGER is2
58       SAVE is2
59
60       REAL*8 heavyside
61       EXTERNAL coefpoly,heavyside
62
63       pi       = 2. * ASIN(1.)
64       depi     = 2. * pi
65       epsilon  = 1.e-3
66       xzoom    = xzoomdeg * pi/180.
67c
68           decalx   = .75
69       IF( grossism.EQ.1..AND.scal180 )  THEN
70           decalx   = 1.
71       ENDIF
72
73       WRITE(6,*) 'FXHYP scal180,decalx', scal180,decalx
74c
75       IF( dzoom.LT.1.)  THEN
76         dzoom = dzoom * depi
77       ELSEIF( dzoom.LT. 25. ) THEN
78         WRITE(6,*) ' Le param. dzoomy pour fxhyp est trop petit ! L aug
79     ,menter et relancer ! '
80         STOP 1
81       ELSE
82         dzoom = dzoom * pi/180.
83       ENDIF
84
85       WRITE(6,*) ' xzoom( rad.),grossism,tau,dzoom (radians)'
86       WRITE(6,24) xzoom,grossism,tau,dzoom
87
88       DO i = 0, nmax2
89        xtild(i) = - pi + FLOAT(i) * depi /nmax2
90       ENDDO
91
92       DO i = nmax, nmax2
93
94       fa  = tau*  ( dzoom/2.  - xtild(i) )
95       fb  = xtild(i) *  ( pi - xtild(i) )
96
97         IF( 200.* fb .LT. - fa )   THEN
98           fhyp ( i) = - 1.
99         ELSEIF( 200. * fb .LT. fa ) THEN
100           fhyp ( i) =   1.
101         ELSE
102            IF( ABS(fa).LT.1.e-13.AND.ABS(fb).LT.1.e-13)  THEN
103                IF(   200.*fb + fa.LT.1.e-10 )  THEN
104                    fhyp ( i ) = - 1.
105                ELSEIF( 200.*fb - fa.LT.1.e-10 )  THEN
106                    fhyp ( i )  =   1.
107                ENDIF
108            ELSE
109                    fhyp ( i )  =  TANH ( fa/fb )
110            ENDIF
111         ENDIF
112        IF ( xtild(i).EQ. 0. )  fhyp(i) =  1.
113        IF ( xtild(i).EQ. pi )  fhyp(i) = -1.
114
115       ENDDO
116
117cc  ....  Calcul  de  beta  ....
118
119       ffdx = 0.
120
121       DO i = nmax +1,nmax2
122
123       xmoy    = 0.5 * ( xtild(i-1) + xtild( i ) )
124       fa  = tau*  ( dzoom/2.  - xmoy )
125       fb  = xmoy *  ( pi - xmoy )
126
127       IF( 200.* fb .LT. - fa )   THEN
128         fxm = - 1.
129       ELSEIF( 200. * fb .LT. fa ) THEN
130         fxm =   1.
131       ELSE
132            IF( ABS(fa).LT.1.e-13.AND.ABS(fb).LT.1.e-13)  THEN
133                IF(   200.*fb + fa.LT.1.e-10 )  THEN
134                    fxm   = - 1.
135                ELSEIF( 200.*fb - fa.LT.1.e-10 )  THEN
136                    fxm   =   1.
137                ENDIF
138            ELSE
139                    fxm   =  TANH ( fa/fb )
140            ENDIF
141       ENDIF
142
143       IF ( xmoy.EQ. 0. )  fxm  =  1.
144       IF ( xmoy.EQ. pi )  fxm  = -1.
145
146       ffdx = ffdx + fxm * ( xtild(i) - xtild(i-1) )
147
148       ENDDO
149
150        beta  = ( grossism * ffdx - pi ) / ( ffdx - pi )
151
152       IF( 2.*beta - grossism.LE. 0.)  THEN
153        WRITE(6,*) ' **  Attention ! La valeur beta calculee dans la rou
154     ,tine fxhyp est mauvaise ! '
155        WRITE(6,*)'Modifier les valeurs de  grossismx ,tau ou dzoomx ',
156     , ' et relancer ! ***  '
157        CALL ABORT
158       ENDIF
159c
160c   .....  calcul  de  Xprimt   .....
161c
162       
163       DO i = nmax, nmax2
164        Xprimt(i) = beta  + ( grossism - beta ) * fhyp(i)
165       ENDDO
166c   
167       DO i =  nmax+1, nmax2
168        Xprimt( nmax2 - i ) = Xprimt( i )
169       ENDDO
170c
171
172c   .....  Calcul  de  Xf     ........
173
174       Xf(0) = - pi
175
176       DO i =  nmax +1, nmax2
177
178       xmoy    = 0.5 * ( xtild(i-1) + xtild( i ) )
179       fa  = tau*  ( dzoom/2.  - xmoy )
180       fb  = xmoy *  ( pi - xmoy )
181
182       IF( 200.* fb .LT. - fa )   THEN
183         fxm = - 1.
184       ELSEIF( 200. * fb .LT. fa ) THEN
185         fxm =   1.
186       ELSE
187         fxm =  TANH ( fa/fb )
188       ENDIF
189
190       IF ( xmoy.EQ. 0. )  fxm =  1.
191       IF ( xmoy.EQ. pi )  fxm = -1.
192       xxpr(i)    = beta + ( grossism - beta ) * fxm
193
194       ENDDO
195
196       DO i = nmax+1, nmax2
197        xxpr(nmax2-i+1) = xxpr(i)
198       ENDDO
199
200        DO i=1,nmax2
201         Xf(i)   = Xf(i-1) + xxpr(i) * ( xtild(i) - xtild(i-1) )
202        ENDDO
203
204
205c    *****************************************************************
206c
207
208c     .....  xuv = 0.   si  calcul  aux pts   scalaires   ........
209c     .....  xuv = 0.5  si  calcul  aux pts      U        ........
210c
211      WRITE(6,18)
212c
213      DO 5000  ik = 1, 4
214
215       IF( ik.EQ.1 )        THEN
216         xuv =  -0.25
217       ELSE IF ( ik.EQ.2 )  THEN
218         xuv =   0.
219       ELSE IF ( ik.EQ.3 )  THEN
220         xuv =   0.50
221       ELSE IF ( ik.EQ.4 )  THEN
222         xuv =   0.25
223       ENDIF
224
225      xo1   = 0.
226
227      ii1=1
228      ii2=iim
229      IF(ik.EQ.1.and.grossism.EQ.1.) THEN
230        ii1 = 2
231        ii2 = iim+1
232      ENDIF
233      DO 1500 i = ii1, ii2
234
235      xlon2 = - pi + (FLOAT(i) + xuv - decalx) * depi / FLOAT(iim)
236
237      Xfi    = xlon2
238c
239      DO 250 it =  nmax2,0,-1
240      IF( Xfi.GE.Xf(it))  GO TO 350
241250   CONTINUE
242
243      it = 0
244
245350   CONTINUE
246
247c    ......  Calcul de   Xf(xi)    ......
248c
249      xi  = xtild(it)
250
251      IF(it.EQ.nmax2)  THEN
252       it       = nmax2 -1
253       Xf(it+1) = pi
254      ENDIF
255c  .....................................................................
256c
257c   Appel de la routine qui calcule les coefficients a0,a1,a2,a3 d'un
258c   polynome de degre 3  qui passe  par les points (Xf(it),xtild(it) )
259c          et (Xf(it+1),xtild(it+1) )
260
261       CALL coefpoly ( Xf(it),Xf(it+1),Xprimt(it),Xprimt(it+1),
262     ,                xtild(it),xtild(it+1),  a0, a1, a2, a3  )
263
264       Xf1     = Xf(it)
265       Xprimin = a1 + 2.* a2 * xi + 3.*a3 * xi *xi
266
267       DO 500 iter = 1,300
268        xi = xi - ( Xf1 - Xfi )/ Xprimin
269
270        IF( ABS(xi-xo1).LE.epsilon)  GO TO 550
271         xo1      = xi
272         xi2      = xi * xi
273         Xf1      = a0 +  a1 * xi +     a2 * xi2  +     a3 * xi2 * xi
274         Xprimin  =       a1      + 2.* a2 *  xi  + 3.* a3 * xi2
275500   CONTINUE
276        WRITE(6,*) ' Pas de solution ***** ',i,xlon2,iter
277          STOP 6
278550   CONTINUE
279
280       xxprim(i) = depi/ ( FLOAT(iim) * Xprimin )
281       xvrai(i)  =  xi + xzoom
282
2831500   CONTINUE
284
285
286       IF(ik.EQ.1.and.grossism.EQ.1.)  THEN
287         xvrai(1)    = xvrai(iip1)-depi
288         xxprim(1)   = xxprim(iip1)
289       ENDIF
290       DO i = 1 , iim
291        xlon(i)     = xvrai(i)
292        xprimm(i)   = xxprim(i)
293       ENDDO
294       DO i = 1, iim -1
295        IF( xvrai(i+1). LT. xvrai(i) )  THEN
296         WRITE(6,*) ' PBS. avec rlonu(',i+1,') plus petit que rlonu(',i,
297     ,  ')'
298        STOP 7
299        ENDIF
300       ENDDO
301c
302c   ... Reorganisation  des  longitudes  pour les avoir  entre - pi et pi ..
303c   ........................................................................
304
305       champmin =  1.e12
306       champmax = -1.e12
307       DO i = 1, iim
308        champmin = MIN( champmin,xvrai(i) )
309        champmax = MAX( champmax,xvrai(i) )
310       ENDDO
311
312      IF(champmin .GE.-pi-0.10.and.champmax.LE.pi+0.10 )  THEN
313                GO TO 1600
314      ELSE
315       WRITE(6,*) 'Reorganisation des longitudes pour avoir entre - pi',
316     ,  ' et pi '
317c
318        IF( xzoom.LE.0.)  THEN
319          IF( ik.EQ. 1 )  THEN
320          DO i = 1, iim
321           IF( xvrai(i).GE. - pi )  GO TO 80
322          ENDDO
323            WRITE(6,*)  ' PBS. 1 !  Xvrai plus petit que  - pi ! '
324            STOP 8
325 80       CONTINUE
326          is2 = i
327          ENDIF
328
329          IF( is2.NE. 1 )  THEN
330            DO ii = is2 , iim
331             xlon  (ii-is2+1) = xvrai(ii)
332             xprimm(ii-is2+1) = xxprim(ii)
333            ENDDO
334            DO ii = 1 , is2 -1
335             xlon  (ii+iim-is2+1) = xvrai(ii) + depi
336             xprimm(ii+iim-is2+1) = xxprim(ii)
337            ENDDO
338          ENDIF
339        ELSE
340          IF( ik.EQ.1 )  THEN
341           DO i = iim,1,-1
342             IF( xvrai(i).LE. pi ) GO TO 90
343           ENDDO
344             WRITE(6,*) ' PBS.  2 ! Xvrai plus grand  que   pi ! '
345              STOP 9
346 90        CONTINUE
347            is2 = i
348          ENDIF
349           idif = iim -is2
350           DO ii = 1, is2
351            xlon  (ii+idif) = xvrai(ii)
352            xprimm(ii+idif) = xxprim(ii)
353           ENDDO
354           DO ii = 1, idif
355            xlon (ii)  = xvrai (ii+is2) - depi
356            xprimm(ii) = xxprim(ii+is2)
357           ENDDO
358         ENDIF
359      ENDIF
360c
361c     .........   Fin  de la reorganisation   ............................
362
363 1600    CONTINUE
364
365
366         xlon  ( iip1)  = xlon(1) + depi
367         xprimm( iip1 ) = xprimm (1 )
368       
369         DO i = 1, iim+1
370         xvrai(i) = xlon(i)*180./pi
371         ENDDO
372
373         IF( ik.EQ.1 )  THEN
374c          WRITE(6,*)  ' XLON aux pts. V-0.25   apres ( en  deg. ) '
375c          WRITE(6,18)
376c          WRITE(6,68) xvrai
377c          WRITE(6,*) ' XPRIM k ',ik
378c          WRITE(6,566)  xprimm
379
380           DO i = 1,iim +1
381             rlonm025(i) = xlon( i )
382            xprimm025(i) = xprimm(i)
383           ENDDO
384         ELSE IF( ik.EQ.2 )  THEN
385c          WRITE(6,18)
386c          WRITE(6,*)  ' XLON aux pts. V   apres ( en  deg. ) '
387c          WRITE(6,68) xvrai
388c          WRITE(6,*) ' XPRIM k ',ik
389c          WRITE(6,566)  xprimm
390
391           DO i = 1,iim + 1
392             rlonv(i) = xlon( i )
393            xprimv(i) = xprimm(i)
394           ENDDO
395
396         ELSE IF( ik.EQ.3)   THEN
397c          WRITE(6,18)
398c          WRITE(6,*)  ' XLON aux pts. U   apres ( en  deg. ) '
399c          WRITE(6,68) xvrai
400c          WRITE(6,*) ' XPRIM ik ',ik
401c          WRITE(6,566)  xprimm
402
403           DO i = 1,iim + 1
404             rlonu(i) = xlon( i )
405            xprimu(i) = xprimm(i)
406           ENDDO
407
408         ELSE IF( ik.EQ.4 )  THEN
409c          WRITE(6,18)
410c          WRITE(6,*)  ' XLON aux pts. V+0.25   apres ( en  deg. ) '
411c          WRITE(6,68) xvrai
412c          WRITE(6,*) ' XPRIM ik ',ik
413c          WRITE(6,566)  xprimm
414
415           DO i = 1,iim + 1
416             rlonp025(i) = xlon( i )
417            xprimp025(i) = xprimm(i)
418           ENDDO
419
420         ENDIF
421
4225000    CONTINUE
423c
424       WRITE(6,18)
425c
426c    ...........  fin  de la boucle  do 5000      ............
427
428        DO i = 1, iim
429         xlon(i) = rlonv(i+1) - rlonv(i)
430        ENDDO
431        champmin =  1.e12
432        champmax = -1.e12
433        DO i = 1, iim
434         champmin = MIN( champmin, xlon(i) )
435         champmax = MAX( champmax, xlon(i) )
436        ENDDO
437         champmin = champmin * 180./pi
438         champmax = champmax * 180./pi
439
44018     FORMAT(/)
44124     FORMAT(2x,'Parametres xzoom,gross,tau ,dzoom pour fxhyp ',4f8.3)
44268     FORMAT(1x,7f9.2)
443566    FORMAT(1x,7f9.4)
444
445       RETURN
446       END
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