source: LMDZ4/branches/IPSL-CM4_IPCC_patches/libf/phylmd/readsulfate.F @ 5444

Last change on this file since 5444 was 524, checked in by lmdzadmin, 21 years ago

Initial revision

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 16.3 KB
Line 
1!
2! $Header$
3!
4      SUBROUTINE readsulfate (r_day, first, sulfate)
5     
6      IMPLICIT none
7     
8c Content:
9c --------
10c This routine reads in monthly mean values of sulfate aerosols and
11c returns a linearly interpolated dayly-mean field.     
12c
13c
14c Author:
15c -------
16c Johannes Quaas (quaas@lmd.jussieu.fr)
17c 26/04/01
18c
19c Modifications:
20c --------------
21c 21/06/01: Make integrations of more than one year possible ;-)     
22c           ATTENTION!! runs are supposed to start with Jan, 1. 1930
23c                       (rday=1)     
24c
25c 27/06/01: Correction: The model always has 360 days per year!
26c 27/06/01: SO4 concentration rather than mixing ratio     
27c 27/06/01: 10yr-mean-values to interpolate     
28c 20/08/01: Correct the error through integer-values in interpolations     
29c 21/08/01: Introduce flag to read in just one decade
30c     
31c Include-files:
32c --------------     
33#include "YOMCST.h"
34#include "chem.h"     
35#include "dimensions.h"     
36#include "dimphy.h"     
37#include "temps.h"     
38c
39c Input:
40c ------
41      REAL*8  r_day                   ! Day of integration
42      LOGICAL first                 ! First timestep
43                                    ! (and therefore initialization necessary)
44c     
45c Output:     
46c -------     
47      REAL*8  sulfate (klon, klev)  ! Mass of sulfate (monthly mean data,
48                                  !  from file) [ug SO4/m3]
49c     
50c Local Variables:
51c ----------------     
52      INTEGER i, ig, k, it
53      INTEGER j, iday, ny, iyr
54      parameter (ny=jjm+1)
55     
56      INTEGER ismaller
57      INTEGER idec1, idec2 ! The two decadal data read ini
58      CHARACTER*4 cyear
59     
60      INTEGER im, day1, day2, im2
61      REAL*8 so4_1(iim, jjm+1, klev, 12)
62      REAL*8 so4_2(iim, jjm+1, klev, 12)   ! The sulfate distributions
63     
64      REAL*8 so4(klon, klev, 12)  ! SO4 in right dimension
65      SAVE so4
66      REAL*8 so4_out(klon, klev)
67      SAVE so4_out
68     
69      LOGICAL lnewday
70      LOGICAL lonlyone
71      PARAMETER (lonlyone=.FALSE.)
72
73      iday = INT(r_day)
74     
75      ! Get the year of the run
76      iyr  = iday/360
77     
78      ! Get the day of the actual year:
79      iday = iday-iyr*360
80     
81      ! 0.02 is about 0.5/24, namly less than half an hour
82      lnewday = (r_day-FLOAT(iday).LT.0.02)
83     
84! ---------------------------------------------
85! All has to be done only, if a new day begins!       
86! ---------------------------------------------
87
88      IF (lnewday.OR.first) THEN
89         
90      im = iday/30 +1 ! the actual month
91      ! annee_ref is the initial year (defined in temps.h)
92      iyr = iyr + annee_ref
93     
94      ! Do I have to read new data? (Is this the first day of a year?)
95      IF (first.OR.iday.EQ.1.) THEN
96      ! Initialize values
97      DO it=1,12
98      DO k=1,klev
99         DO i=1,klon
100            so4(i,k,it)=0.
101         ENDDO
102      ENDDO
103      ENDDO
104
105      ! Read in data:
106      ! a) from actual 10-yr-period
107
108      idec1 = (iyr-1900)/10
109      IF (idec1.LT.10) THEN
110         cyear='19'//char(idec1+48)//'0'
111      ELSE         
112         cyear='20'//char(idec1-10+48)//'0'
113      ENDIF
114      CALL getso4fromfile(cyear, so4_1)
115
116     
117      ! If to read two decades:
118      IF (.NOT.lonlyone) THEN
119      idec2=idec1+1
120         
121      ! b) from the next following one
122      IF (idec2.LT.10) THEN
123         cyear='19'//char(idec2+48)//'0'
124      ELSE
125         cyear='20'//char(idec2-10+48)//'0'
126      ENDIF
127      CALL getso4fromfile(cyear, so4_2)
128         
129      ! Interpolate linarily to the actual year:
130      DO it=1,12
131         DO k=1,klev
132            DO j=1,jjm
133               DO i=1,iim
134                  so4_1(i,j,k,it)=so4_1(i,j,k,it)
135     .                 - FLOAT(iyr-1900-10*idec1)/10.
136     .                 * (so4_1(i,j,k,it) - so4_2(i,j,k,it))
137               ENDDO
138            ENDDO
139         ENDDO
140      ENDDO                           
141     
142      ENDIF !lonlyone
143     
144      ! Transform the horizontal 2D-field into the physics-field
145      ! (Also the levels and the latitudes have to be inversed)
146     
147      DO it=1,12
148      DO k=1, klev         
149         ! a) at the poles, use the zonal mean:
150         DO i=1,iim
151            ! North pole
152            so4(1,k,it)=so4(1,k,it)+so4_1(i,jjm+1,klev+1-k,it)
153            ! South pole
154            so4(klon,k,it)=so4(klon,k,it)+so4_1(i,1,klev+1-k,it)
155         ENDDO
156         so4(1,k,it)=so4(1,k,it)/FLOAT(iim)
157         so4(klon,k,it)=so4(klon,k,it)/FLOAT(iim)
158     
159         ! b) the values between the poles:
160         ig=1
161         DO j=2,jjm
162            DO i=1,iim
163               ig=ig+1
164               if (ig.gt.klon) write (*,*) 'shit'
165               so4(ig,k,it) = so4_1(i,jjm+1-j,klev+1-k,it)
166            ENDDO
167         ENDDO
168         IF (ig.NE.klon-1) STOP 'Error in readsulfate (var conversion)'
169      ENDDO ! Loop over k (vertical)
170      ENDDO ! Loop over it (months)
171               
172
173      ENDIF ! Had to read new data?
174     
175     
176      ! Interpolate to actual day:
177      IF (iday.LT.im*30-15) THEN         
178         ! in the first half of the month use month before and actual month
179         im2=im-1
180         day2 = im2*30-15
181         day1 = im2*30+15
182         IF (im2.LE.0) THEN
183            ! the month is january, thus the month before december
184            im2=12
185         ENDIF
186         DO k=1,klev
187            DO i=1,klon
188               sulfate(i,k) = so4(i,k,im2) 
189     .              - FLOAT(iday-day2)/FLOAT(day1-day2)
190     .              * (so4(i,k,im2) - so4(i,k,im))
191               IF (sulfate(i,k).LT.0.) THEN
192                  IF (iday-day2.LT.0.) write(*,*) 'iday-day2',iday-day2
193                  IF (so4(i,k,im2) - so4(i,k,im).LT.0.)
194     . write(*,*) 'so4(i,k,im2) - so4(i,k,im)',
195     . so4(i,k,im2) - so4(i,k,im)
196                  IF (day1-day2.LT.0.) write(*,*) 'day1-day2',day1-day2
197                  stop 'sulfate'
198               endif
199            ENDDO
200         ENDDO
201      ELSE
202         ! the second half of the month
203         im2=im+1
204         IF (im2.GT.12) THEN
205            ! the month is december, the following thus january
206            im2=1
207         ENDIF
208         day2 = im*30-15
209         day1 = im*30+15
210         DO k=1,klev
211            DO i=1,klon
212               sulfate(i,k) = so4(i,k,im2) 
213     .              - FLOAT(iday-day2)/FLOAT(day1-day2)
214     .              * (so4(i,k,im2) - so4(i,k,im))
215               IF (sulfate(i,k).LT.0.) THEN
216                  IF (iday-day2.LT.0.) write(*,*) 'iday-day2',iday-day2
217                  IF (so4(i,k,im2) - so4(i,k,im).LT.0.)
218     . write(*,*) 'so4(i,k,im2) - so4(i,k,im)',
219     . so4(i,k,im2) - so4(i,k,im)
220                  IF (day1-day2.LT.0.) write(*,*) 'day1-day2',day1-day2
221                  stop 'sulfate'
222               endif
223            ENDDO
224         ENDDO
225      ENDIF
226
227     
228      ! The sulfate concentration [molec cm-3] is read in.
229      ! Convert it into mass [ug SO4/m3]
230      ! masse_so4 in [g/mol], n_avogadro in [molec/mol]
231      DO k=1,klev
232         DO i=1,klon
233            sulfate(i,k) = sulfate(i,k)*masse_so4
234     .           /n_avogadro*1.e+12
235            so4_out(i,k) = sulfate(i,k)
236            IF (so4_out(i,k).LT.0)
237     .          stop 'WAS SOLL DER SCHEISS ? '
238         ENDDO
239      ENDDO
240      ELSE ! if no new day, use old data:
241      DO k=1,klev
242         DO i=1,klon
243            sulfate(i,k) = so4_out(i,k)
244            IF (so4_out(i,k).LT.0)
245     .          stop 'WAS SOLL DER SCHEISS ? '
246         ENDDO
247      ENDDO
248         
249
250      ENDIF ! Did I have to do anything (was it a new day?)
251     
252      RETURN
253      END
254
255     
256     
257     
258     
259c-----------------------------------------------------------------------------
260c Read in /calculate pre-industrial values of sulfate     
261c-----------------------------------------------------------------------------
262     
263      SUBROUTINE readsulfate_preind (r_day, first, pi_sulfate)
264     
265      IMPLICIT none
266     
267c Content:
268c --------
269c This routine reads in monthly mean values of sulfate aerosols and
270c returns a linearly interpolated dayly-mean field.     
271c
272c It does so for the preindustriel values of the sulfate, to a large part
273c analogous to the routine readsulfate above.     
274c
275c Only Pb: Variables must be saved and don t have to be overwritten!
276c     
277c Author:
278c -------
279c Johannes Quaas (quaas@lmd.jussieu.fr)
280c 26/06/01
281c
282c Modifications:
283c --------------
284c see above
285c     
286c Include-files:
287c --------------     
288#include "YOMCST.h"
289#include "chem.h"     
290#include "dimensions.h"     
291#include "dimphy.h"     
292#include "temps.h"     
293c
294c Input:
295c ------
296      REAL*8  r_day                   ! Day of integration
297      LOGICAL first                 ! First timestep
298                                    ! (and therefore initialization necessary)
299c     
300c Output:     
301c -------     
302      REAL*8  pi_sulfate (klon, klev)  ! Number conc. sulfate (monthly mean data,
303                                  !  from file)
304c     
305c Local Variables:
306c ----------------     
307      INTEGER i, ig, k, it
308      INTEGER j, iday, ny, iyr
309      parameter (ny=jjm+1)
310     
311      INTEGER im, day1, day2, im2, ismaller
312      REAL*8 pi_so4_1(iim, jjm+1, klev, 12)
313     
314      REAL*8 pi_so4(klon, klev, 12)  ! SO4 in right dimension
315      SAVE pi_so4
316      REAL*8 pi_so4_out(klon, klev)
317      SAVE pi_so4_out
318     
319      CHARACTER*4 cyear
320      LOGICAL lnewday
321
322     
323
324      iday = INT(r_day)
325     
326      ! Get the year of the run
327      iyr  = iday/360
328     
329      ! Get the day of the actual year:
330      iday = iday-iyr*360
331     
332      ! 0.02 is about 0.5/24, namly less than half an hour
333      lnewday = (r_day-FLOAT(iday).LT.0.02)
334     
335! ---------------------------------------------
336! All has to be done only, if a new day begins!       
337! ---------------------------------------------
338
339      IF (lnewday.OR.first) THEN
340         
341      im = iday/30 +1 ! the actual month
342     
343      ! annee_ref is the initial year (defined in temps.h)
344      iyr = iyr + annee_ref     
345     
346     
347      IF (first) THEN
348         cyear='.nat'
349         CALL getso4fromfile(cyear,pi_so4_1)
350
351               ! Transform the horizontal 2D-field into the physics-field
352               ! (Also the levels and the latitudes have to be inversed)
353
354         ! Initialize field
355         DO it=1,12
356            DO k=1,klev
357               DO i=1,klon
358                  pi_so4(i,k,it)=0.
359               ENDDO
360            ENDDO
361         ENDDO
362         
363         write (*,*) 'preind: finished reading', FLOAT(iim)
364      DO it=1,12
365      DO k=1, klev         
366         ! a) at the poles, use the zonal mean:
367         DO i=1,iim
368            ! North pole
369            pi_so4(1,k,it)=pi_so4(1,k,it)+pi_so4_1(i,jjm+1,klev+1-k,it)
370            ! South pole
371           pi_so4(klon,k,it)=pi_so4(klon,k,it)+pi_so4_1(i,1,klev+1-k,it)
372         ENDDO
373         pi_so4(1,k,it)=pi_so4(1,k,it)/FLOAT(iim)
374         pi_so4(klon,k,it)=pi_so4(klon,k,it)/FLOAT(iim)
375     
376         ! b) the values between the poles:
377         ig=1
378         DO j=2,jjm
379            DO i=1,iim
380               ig=ig+1
381               if (ig.gt.klon) write (*,*) 'shit'
382               pi_so4(ig,k,it) = pi_so4_1(i,jjm+1-j,klev+1-k,it)
383            ENDDO
384         ENDDO
385         IF (ig.NE.klon-1) STOP 'Error in readsulfate (var conversion)'
386      ENDDO ! Loop over k (vertical)
387      ENDDO ! Loop over it (months)
388
389      ENDIF                     ! Had to read new data?
390     
391     
392      ! Interpolate to actual day:
393      IF (iday.LT.im*30-15) THEN         
394         ! in the first half of the month use month before and actual month
395         im2=im-1
396         day1 = im2*30+15
397         day2 = im2*30-15
398         IF (im2.LE.0) THEN
399            ! the month is january, thus the month before december
400            im2=12
401         ENDIF
402         DO k=1,klev
403            DO i=1,klon
404               pi_sulfate(i,k) = pi_so4(i,k,im2) 
405     .              - FLOAT(iday-day2)/FLOAT(day1-day2)
406     .              * (pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im))
407               IF (pi_sulfate(i,k).LT.0.) THEN
408                  IF (iday-day2.LT.0.) write(*,*) 'iday-day2',iday-day2
409                  IF (pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im).LT.0.)
410     . write(*,*) 'pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im)',
411     . pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im)
412                  IF (day1-day2.LT.0.) write(*,*) 'day1-day2',day1-day2
413                  stop 'pi_sulfate'
414               endif
415            ENDDO
416         ENDDO
417      ELSE
418         ! the second half of the month
419         im2=im+1
420         day1 = im*30+15
421         IF (im2.GT.12) THEN
422            ! the month is december, the following thus january
423            im2=1
424         ENDIF
425         day2 = im*30-15
426         
427         DO k=1,klev
428            DO i=1,klon
429               pi_sulfate(i,k) = pi_so4(i,k,im2) 
430     .              - FLOAT(iday-day2)/FLOAT(day1-day2)
431     .              * (pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im))
432               IF (pi_sulfate(i,k).LT.0.) THEN
433                  IF (iday-day2.LT.0.) write(*,*) 'iday-day2',iday-day2
434                  IF (pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im).LT.0.)
435     . write(*,*) 'pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im)',
436     . pi_so4(i,k,im2) - pi_so4(i,k,im)
437                  IF (day1-day2.LT.0.) write(*,*) 'day1-day2',day1-day2
438                  stop 'pi_sulfate'
439               endif
440            ENDDO
441         ENDDO
442      ENDIF
443
444     
445      ! The sulfate concentration [molec cm-3] is read in.
446      ! Convert it into mass [ug SO4/m3]
447      ! masse_so4 in [g/mol], n_avogadro in [molec/mol]
448      DO k=1,klev
449         DO i=1,klon
450            pi_sulfate(i,k) = pi_sulfate(i,k)*masse_so4
451     .           /n_avogadro*1.e+12
452            pi_so4_out(i,k) = pi_sulfate(i,k)
453         ENDDO
454      ENDDO
455     
456      ELSE ! If no new day, use old data:
457      DO k=1,klev
458         DO i=1,klon
459            pi_sulfate(i,k) = pi_so4_out(i,k)           
460         ENDDO
461      ENDDO
462         
463
464      ENDIF ! Was this the beginning of a new day?
465      RETURN
466      END
467
468     
469     
470     
471     
472     
473     
474     
475     
476     
477c-----------------------------------------------------------------------------
478c Routine for reading SO4 data from files
479c-----------------------------------------------------------------------------
480           
481
482      SUBROUTINE getso4fromfile (cyr, so4)
483#include "netcdf.inc"
484#include "dimensions.h"     
485#include "dimphy.h"
486      CHARACTER*15 fname
487      CHARACTER*4 cyr
488     
489      CHARACTER*6 cvar
490      INTEGER START(3), COUNT(3)
491      INTEGER  STATUS, NCID, VARID
492      INTEGER imth, i, j, k, ny
493      PARAMETER (ny=jjm+1)
494     
495           
496      REAL*8 so4mth(iim, ny, klev)
497c      REAL*8 so4mth(klev, ny, iim)
498      REAL*8 so4(iim, ny, klev, 12)
499
500 
501      fname = 'so4.run'//cyr//'.cdf'
502
503      write (*,*) 'reading ', fname
504      STATUS = NF_OPEN (fname, NF_NOWRITE, NCID)
505      IF (STATUS .NE. NF_NOERR) write (*,*) 'err in open ',status
506           
507      DO imth=1, 12
508         IF (imth.eq.1) THEN
509            cvar='SO4JAN'
510         ELSEIF (imth.eq.2) THEN
511            cvar='SO4FEB'
512         ELSEIF (imth.eq.3) THEN
513            cvar='SO4MAR'
514         ELSEIF (imth.eq.4) THEN
515            cvar='SO4APR'
516         ELSEIF (imth.eq.5) THEN
517            cvar='SO4MAY'
518         ELSEIF (imth.eq.6) THEN
519            cvar='SO4JUN'
520         ELSEIF (imth.eq.7) THEN
521            cvar='SO4JUL'
522         ELSEIF (imth.eq.8) THEN
523            cvar='SO4AUG'
524         ELSEIF (imth.eq.9) THEN
525            cvar='SO4SEP'
526         ELSEIF (imth.eq.10) THEN
527            cvar='SO4OCT'
528         ELSEIF (imth.eq.11) THEN
529            cvar='SO4NOV'
530         ELSEIF (imth.eq.12) THEN
531            cvar='SO4DEC'
532         ENDIF
533         start(1)=1
534         start(2)=1
535         start(3)=1
536         count(1)=iim
537         count(2)=ny
538         count(3)=klev
539c         write(*,*) 'here i am'
540         STATUS = NF_INQ_VARID (NCID, cvar, VARID)
541         write (*,*) ncid,imth,cvar, varid
542c         STATUS = NF_INQ_VARID (NCID, VARMONTHS(i), VARID(i))
543         IF (STATUS .NE. NF_NOERR) write (*,*) 'err in read ',status     
544         STATUS = NF_GET_VARA_DOUBLE
545     .    (NCID, VARID, START,COUNT, so4mth)
546         IF (STATUS .NE. NF_NOERR) write (*,*) 'err in read data',status
547         
548         DO k=1,klev
549            DO j=1,jjm+1
550               DO i=1,iim
551                  IF (so4mth(i,j,k).LT.0.) then
552                     write(*,*) 'this is shit'
553                     write(*,*) 'so4(',i,j,k,') =',so4mth(i,j,k)
554                  endif
555                  so4(i,j,k,imth)=so4mth(i,j,k)
556c                  so4(i,j,k,imth)=so4mth(k,j,i)
557               ENDDO
558            ENDDO
559         ENDDO
560      ENDDO
561     
562      STATUS = NF_CLOSE(NCID)
563      END ! subroutine getso4fromfile
564     
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.