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leapfrog.F @ 541

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Convergence avec la version d'Olivia Coindreau incluant:

le offline
les thermiques
mellor & yamada dans la couche limite

Property svn:eol-style set to native
Property svn:keywords set to Author Date Id Revision

File size: 19.0 KB

Line
1	!
2	! $Header$
3	!
4	c
5	c
6	SUBROUTINE leapfrog(ucov,vcov,teta,ps,masse,phis,nq,q,clesphy0)
7
8	#ifdef INCA
9	USE transport_controls, ONLY : hadv_flg, mmt_adj
10	#endif
11
12	IMPLICIT NONE
13
14	c ...... Version du 10/01/98 ..........
15
16	c avec coordonnees verticales hybrides
17	c avec nouveaux operat. dissipation * ( gradiv2,divgrad2,nxgraro2 )
18
19	c=======================================================================
20	c
21	c Auteur: P. Le Van /L. Fairhead/F.Hourdin
22	c -------
23	c
24	c Objet:
25	c ------
26	c
27	c GCM LMD nouvelle grille
28	c
29	c=======================================================================
30	c
31	c ... Dans inigeom , nouveaux calculs pour les elongations cu , cv
32	c et possibilite d'appeler une fonction f(y) a derivee tangente
33	c hyperbolique a la place de la fonction a derivee sinusoidale.
34
35	c ... Possibilite de choisir le shema pour l'advection de
36	c q , en modifiant iadv dans traceur.def (10/02) .
37	c
38	c Pour Van-Leer + Vapeur d'eau saturee, iadv(1)=4. (F.Codron,10/99)
39	c Pour Van-Leer iadv=10
40	c
41	c-----------------------------------------------------------------------
42	c Declarations:
43	c -------------
44
45	#include "dimensions.h"
46	#include "paramet.h"
47	#include "comconst.h"
48	#include "comdissnew.h"
49	#include "comvert.h"
50	#include "comgeom.h"
51	#include "logic.h"
52	#include "temps.h"
53	#include "control.h"
54	#include "ener.h"
55	#include "description.h"
56	#include "serre.h"
57	#include "com_io_dyn.h"
58	#include "iniprint.h"
59
60	c#include "tracstoke.h"
61
62	#include "academic.h"
63
64	integer nq
65
66	INTEGER longcles
67	PARAMETER ( longcles = 20 )
68	REAL clesphy0( longcles )
69
70	real zqmin,zqmax
71	INTEGER nbetatmoy, nbetatdem,nbetat
72
73	c variables dynamiques
74	REAL vcov(ip1jm,llm),ucov(ip1jmp1,llm) ! vents covariants
75	REAL teta(ip1jmp1,llm) ! temperature potentielle
76	REAL q(ip1jmp1,llm,nqmx) ! champs advectes
77	REAL ps(ip1jmp1) ! pression au sol
78	REAL p (ip1jmp1,llmp1 ) ! pression aux interfac.des couches
79	REAL pks(ip1jmp1) ! exner au sol
80	REAL pk(ip1jmp1,llm) ! exner au milieu des couches
81	REAL pkf(ip1jmp1,llm) ! exner filt.au milieu des couches
82	REAL masse(ip1jmp1,llm) ! masse d'air
83	REAL phis(ip1jmp1) ! geopotentiel au sol
84	REAL phi(ip1jmp1,llm) ! geopotentiel
85	REAL w(ip1jmp1,llm) ! vitesse verticale
86
87	c variables dynamiques intermediaire pour le transport
88	REAL pbaru(ip1jmp1,llm),pbarv(ip1jm,llm) !flux de masse
89
90	c variables dynamiques au pas -1
91	REAL vcovm1(ip1jm,llm),ucovm1(ip1jmp1,llm)
92	REAL tetam1(ip1jmp1,llm),psm1(ip1jmp1)
93	REAL massem1(ip1jmp1,llm)
94
95	c tendances dynamiques
96	REAL dv(ip1jm,llm),du(ip1jmp1,llm)
97	REAL dteta(ip1jmp1,llm),dq(ip1jmp1,llm,nqmx),dp(ip1jmp1)
98
99	c tendances de la dissipation
100	REAL dvdis(ip1jm,llm),dudis(ip1jmp1,llm)
101	REAL dtetadis(ip1jmp1,llm)
102
103	c tendances physiques
104	REAL dvfi(ip1jm,llm),dufi(ip1jmp1,llm)
105	REAL dtetafi(ip1jmp1,llm),dqfi(ip1jmp1,llm,nqmx),dpfi(ip1jmp1)
106
107	c variables pour le fichier histoire
108	REAL dtav ! intervalle de temps elementaire
109
110	REAL tppn(iim),tpps(iim),tpn,tps
111	c
112	INTEGER itau,itaufinp1,iav
113	INTEGER*4 iday ! jour julien
114	REAL time ! Heure de la journee en fraction d'1 jour
115
116	REAL SSUM
117	REAL time_0 , finvmaold(ip1jmp1,llm)
118
119	LOGICAL lafin
120	INTEGER ij,iq,l
121	INTEGER ik
122
123	real time_step, t_wrt, t_ops
124
125	REAL rdayvrai,rdaym_ini
126	LOGICAL first,callinigrads
127
128	data callinigrads/.true./
129	character*10 string10
130
131	REAL alpha(ip1jmp1,llm),beta(ip1jmp1,llm)
132	#ifdef INCA_CH4
133	REAL :: flxw(ip1jmp1,llm)
134	#endif
135
136	c+jld variables test conservation energie
137	REAL ecin(ip1jmp1,llm),ecin0(ip1jmp1,llm)
138	C Tendance de la temp. potentiel d (theta)/ d t due a la
139	C tansformation d'energie cinetique en energie thermique
140	C cree par la dissipation
141	REAL dtetaecdt(ip1jmp1,llm)
142	REAL vcont(ip1jm,llm),ucont(ip1jmp1,llm)
143	REAL vnat(ip1jm,llm),unat(ip1jmp1,llm)
144	REAL d_h_vcol, d_qt, d_qw, d_ql, d_ec
145	CHARACTER*15 ztit
146	INTEGER ip_ebil_dyn ! PRINT level for energy conserv. diag.
147	SAVE ip_ebil_dyn
148	DATA ip_ebil_dyn/0/
149	c-jld
150
151	character*80 dynhist_file, dynhistave_file
152	character*20 modname
153	character*80 abort_message
154
155	C Calendrier
156	LOGICAL true_calendar
157	PARAMETER (true_calendar = .false.)
158
159	logical dissip_conservative
160	save dissip_conservative
161	data dissip_conservative/.true./
162
163	LOGICAL prem
164	save prem
165	DATA prem/.true./
166	INTEGER testita
167	PARAMETER (testita = 9)
168
169	itaufin = nday*day_step
170	itaufinp1 = itaufin +1
171
172
173	itau = 0
174	iday = day_ini+itau/day_step
175	time = FLOAT(itau-(iday-day_ini)*day_step)/day_step+time_0
176	IF(time.GT.1.) THEN
177	time = time-1.
178	iday = iday+1
179	ENDIF
180
181
182	c-----------------------------------------------------------------------
183	c On initialise la pression et la fonction d'Exner :
184	c --------------------------------------------------
185
186	dq=0.
187	CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p )
188	CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,alpha,beta, pks, pk, pkf )
189
190	c-----------------------------------------------------------------------
191	c Debut de l'integration temporelle:
192	c ----------------------------------
193
194	1 CONTINUE
195
196
197	#ifdef CPP_IOIPSL
198	if (ok_guide.and.(itaufin-itau-1)*dtvr.gt.21600) then
199	call guide(itau,ucov,vcov,teta,q,masse,ps)
200	else
201	print*,'attention on ne guide pas les 6 dernieres heures'
202	endif
203	#endif
204	c
205	c IF( MOD( itau, 10* day_step ).EQ.0 ) THEN
206	c CALL test_period ( ucov,vcov,teta,q,p,phis )
207	c PRINT *,' ---- Test_period apres continue OK ! -----', itau
208	c ENDIF
209	c
210	CALL SCOPY( ijmllm ,vcov , 1, vcovm1 , 1 )
211	CALL SCOPY( ijp1llm,ucov , 1, ucovm1 , 1 )
212	CALL SCOPY( ijp1llm,teta , 1, tetam1 , 1 )
213	CALL SCOPY( ijp1llm,masse, 1, massem1, 1 )
214	CALL SCOPY( ip1jmp1, ps , 1, psm1 , 1 )
215
216	forward = .TRUE.
217	leapf = .FALSE.
218	dt = dtvr
219
220	c ... P.Le Van .26/04/94 ....
221
222	CALL SCOPY ( ijp1llm, masse, 1, finvmaold, 1 )
223	CALL filtreg ( finvmaold ,jjp1, llm, -2,2, .TRUE., 1 )
224
225	call minmax(ijp1llm,q(:,:,3),zqmin,zqmax)
226
227	2 CONTINUE
228
229	c-----------------------------------------------------------------------
230
231	c date:
232	c -----
233
234
235	c gestion des appels de la physique et des dissipations:
236	c ------------------------------------------------------
237	c
238	c ... P.Le Van ( 6/02/95 ) ....
239
240	apphys = .FALSE.
241	statcl = .FALSE.
242	conser = .FALSE.
243	apdiss = .FALSE.
244
245	IF( purmats ) THEN
246	IF( MOD(itau,iconser) .EQ.0.AND. forward ) conser = .TRUE.
247	IF( MOD(itau,idissip ).EQ.0.AND..NOT.forward ) apdiss = .TRUE.
248	IF( MOD(itau,iphysiq ).EQ.0.AND..NOT.forward
249	s .and. iflag_phys.NE.0 ) apphys = .TRUE.
250	ELSE
251	IF( MOD(itau ,iconser) .EQ. 0 ) conser = .TRUE.
252	IF( MOD(itau+1,idissip) .EQ. 0 ) apdiss = .TRUE.
253	IF( MOD(itau+1,iphysiq).EQ.0.AND.iflag_phys.NE.0) apphys=.TRUE.
254	END IF
255
256	c-----------------------------------------------------------------------
257	c calcul des tendances dynamiques:
258	c --------------------------------
259
260	CALL geopot ( ip1jmp1, teta , pk , pks, phis , phi )
261
262	CALL caldyn
263	$ ( itau,ucov,vcov,teta,ps,masse,pk,pkf,phis ,
264	$ phi,conser,du,dv,dteta,dp,w, pbaru,pbarv, time+iday-day_ini )
265
266	c-----------------------------------------------------------------------
267	c calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidite)
268	c -------------------------------------------------------------
269
270	IF( forward. OR . leapf ) THEN
271
272	c
273	#ifdef INCA_CH4
274	CALL caladvtrac(q,pbaru,pbarv,
275	* p, masse, dq, teta,
276	. flxw,
277	. pk,
278	. mmt_adj,
279	. hadv_flg)
280	#else
281	CALL caladvtrac(q,pbaru,pbarv,
282	* p, masse, dq, teta,
283	. pk)
284	#endif
285
286	IF (offline) THEN
287	Cmaf stokage du flux de masse pour traceurs OFF-LINE
288
289	#ifdef CPP_IOIPSL
290	CALL fluxstokenc(pbaru,pbarv,masse,teta,phi,phis,
291	. dtvr, itau)
292	#endif
293
294
295	ENDIF
296	c
297	ENDIF
298
299
300	c-----------------------------------------------------------------------
301	c integrations dynamique et traceurs:
302	c ----------------------------------
303
304
305	CALL integrd ( 2,vcovm1,ucovm1,tetam1,psm1,massem1 ,
306	$ dv,du,dteta,dq,dp,vcov,ucov,teta,q,ps,masse,phis ,
307	$ finvmaold )
308
309
310	c .P.Le Van (26/04/94 ajout de finvpold dans l'appel d'integrd)
311	c
312	c-----------------------------------------------------------------------
313	c calcul des tendances physiques:
314	c -------------------------------
315	c ######## P.Le Van ( Modif le 6/02/95 ) ###########
316	c
317	IF( purmats ) THEN
318	IF( itau.EQ.itaufin.AND..NOT.forward ) lafin = .TRUE.
319	ELSE
320	IF( itau+1. EQ. itaufin ) lafin = .TRUE.
321	ENDIF
322	c
323	c
324	IF( apphys ) THEN
325	c
326	c ....... Ajout P.Le Van ( 17/04/96 ) ...........
327	c
328
329	CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p )
330	CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,alpha,beta,pks, pk, pkf )
331
332	rdaym_ini = itau * dtvr / daysec
333	rdayvrai = rdaym_ini + day_ini
334
335
336	c rajout debug
337	c lafin = .true.
338
339
340	c Inbterface avec les routines de phylmd (phymars ... )
341	c -----------------------------------------------------
342
343	#ifdef CPP_PHYS
344	c+jld
345
346	c Diagnostique de conservation de l'énergie : initialisation
347	IF (ip_ebil_dyn.ge.1 ) THEN
348	ztit='bil dyn'
349	CALL diagedyn(ztit,2,1,1,dtphys
350	e , ucov , vcov , ps, p ,pk , teta , q(:,:,1), q(:,:,2))
351	ENDIF
352	c-jld
353
354	CALL calfis( nq, lafin ,rdayvrai,time ,
355	$ ucov,vcov,teta,q,masse,ps,p,pk,phis,phi ,
356	$ du,dv,dteta,dq,w,
357	#ifdef INCA_CH4
358	$ flxw,
359	#endif
360	$ clesphy0, dufi,dvfi,dtetafi,dqfi,dpfi )
361
362	c ajout des tendances physiques:
363	c ------------------------------
364	CALL addfi( nqmx, dtphys, leapf, forward ,
365	$ ucov, vcov, teta , q ,ps ,
366	$ dufi, dvfi, dtetafi , dqfi ,dpfi )
367	c
368	c Diagnostique de conservation de l'énergie : difference
369	IF (ip_ebil_dyn.ge.1 ) THEN
370	ztit='bil phys'
371	CALL diagedyn(ztit,2,1,1,dtphys
372	e , ucov , vcov , ps, p ,pk , teta , q(:,:,1), q(:,:,2))
373	ENDIF
374	#else
375
376	c Calcul academique de la physique = Rappel Newtonien + fritcion
377	c --------------------------------------------------------------
378	teta(:,:)=teta(:,:)
379	s -iphysiqdtvr(teta(:,:)-tetarappel(:,:))/taurappel
380	call friction(ucov,vcov,iphysiq*dtvr)
381
382	#endif
383
384	c-jld
385	ENDIF
386
387	CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p )
388	CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,alpha,beta, pks, pk, pkf )
389
390
391	c-----------------------------------------------------------------------
392	c dissipation horizontale et verticale des petites echelles:
393	c ----------------------------------------------------------
394
395	IF(apdiss) THEN
396
397
398	c calcul de l'energie cinetique avant dissipation
399	call covcont(llm,ucov,vcov,ucont,vcont)
400	call enercin(vcov,ucov,vcont,ucont,ecin0)
401
402	c dissipation
403	CALL dissip(vcov,ucov,teta,p,dvdis,dudis,dtetadis)
404	ucov=ucov+dudis
405	vcov=vcov+dvdis
406	c teta=teta+dtetadis
407
408
409	c------------------------------------------------------------------------
410	if (dissip_conservative) then
411	C On rajoute la tendance due a la transform. Ec -> E therm. cree
412	C lors de la dissipation
413	call covcont(llm,ucov,vcov,ucont,vcont)
414	call enercin(vcov,ucov,vcont,ucont,ecin)
415	dtetaecdt= (ecin0-ecin)/ pk
416	c teta=teta+dtetaecdt
417	dtetadis=dtetadis+dtetaecdt
418	endif
419	teta=teta+dtetadis
420	c------------------------------------------------------------------------
421
422
423	c ....... P. Le Van ( ajout le 17/04/96 ) ...........
424	c ... Calcul de la valeur moyenne, unique de h aux poles .....
425	c
426
427	DO l = 1, llm
428	DO ij = 1,iim
429	tppn(ij) = aire( ij ) * teta( ij ,l)
430	tpps(ij) = aire(ij+ip1jm) * teta(ij+ip1jm,l)
431	ENDDO
432	tpn = SSUM(iim,tppn,1)/apoln
433	tps = SSUM(iim,tpps,1)/apols
434
435	DO ij = 1, iip1
436	teta( ij ,l) = tpn
437	teta(ij+ip1jm,l) = tps
438	ENDDO
439	ENDDO
440
441	DO ij = 1,iim
442	tppn(ij) = aire( ij ) * ps ( ij )
443	tpps(ij) = aire(ij+ip1jm) * ps (ij+ip1jm)
444	ENDDO
445	tpn = SSUM(iim,tppn,1)/apoln
446	tps = SSUM(iim,tpps,1)/apols
447
448	DO ij = 1, iip1
449	ps( ij ) = tpn
450	ps(ij+ip1jm) = tps
451	ENDDO
452
453
454	END IF
455
456	c ajout debug
457	c IF( lafin ) then
458	c abort_message = 'Simulation finished'
459	c call abort_gcm(modname,abort_message,0)
460	c ENDIF
461
462	c ********************************************************************
463	c ********************************************************************
464	c .... fin de l'integration dynamique et physique pour le pas itau ..
465	c ********************************************************************
466	c ********************************************************************
467
468	c preparation du pas d'integration suivant ......
469
470	IF ( .NOT.purmats ) THEN
471	c ........................................................
472	c .............. schema matsuno + leapfrog ..............
473	c ........................................................
474
475	IF(forward. OR. leapf) THEN
476	itau= itau + 1
477	iday= day_ini+itau/day_step
478	time= FLOAT(itau-(iday-day_ini)*day_step)/day_step+time_0
479	IF(time.GT.1.) THEN
480	time = time-1.
481	iday = iday+1
482	ENDIF
483	ENDIF
484
485
486	IF( itau. EQ. itaufinp1 ) then
487	write(79,*) 'ucov',ucov
488	write(80,*) 'vcov',vcov
489	write(81,*) 'teta',teta
490	write(82,*) 'ps',ps
491	write(83,*) 'q',q
492	WRITE(85,*) 'q1 = ',q(:,:,1)
493	WRITE(86,*) 'q3 = ',q(:,:,3)
494
495	abort_message = 'Simulation finished'
496
497	call abort_gcm(modname,abort_message,0)
498	ENDIF
499	c-----------------------------------------------------------------------
500	c ecriture du fichier histoire moyenne:
501	c -------------------------------------
502
503	IF(MOD(itau,iperiod).EQ.0 .OR. itau.EQ.itaufin) THEN
504	IF(itau.EQ.itaufin) THEN
505	iav=1
506	ELSE
507	iav=0
508	ENDIF
509	#ifdef CPP_IOIPSL
510	CALL writedynav(histaveid, nqmx, itau,vcov ,
511	, ucov,teta,pk,phi,q,masse,ps,phis)
512	call bilan_dyn (2,dtvriperiod,dtvrday_step*periodav,
513	, ps,masse,pk,pbaru,pbarv,teta,phi,ucov,vcov,q)
514	#endif
515
516	ENDIF
517
518	c-----------------------------------------------------------------------
519	c ecriture de la bande histoire:
520	c ------------------------------
521
522	IF( MOD(itau,iecri ).EQ.0) THEN
523	c IF( MOD(itau,iecri*day_step).EQ.0) THEN
524
525	nbetat = nbetatdem
526	CALL geopot ( ip1jmp1, teta , pk , pks, phis , phi )
527	unat=0.
528	do l=1,llm
529	unat(iip2:ip1jm,l)=ucov(iip2:ip1jm,l)/cu(iip2:ip1jm)
530	vnat(:,l)=vcov(:,l)/cv(:)
531	enddo
532	#ifdef CPP_IOIPSL
533	c CALL writehist(histid,histvid, nqmx,itau,vcov,
534	c s ucov,teta,phi,q,masse,ps,phis)
535	#else
536	#include "write_grads_dyn.h"
537	#endif
538
539
540	ENDIF
541
542	IF(itau.EQ.itaufin) THEN
543
544
545	#ifdef CPP_IOIPSL
546	CALL dynredem1("restart.nc",0.0,
547	, vcov,ucov,teta,q,nqmx,masse,ps)
548	#endif
549
550	CLOSE(99)
551	ENDIF
552
553	c-----------------------------------------------------------------------
554	c gestion de l'integration temporelle:
555	c ------------------------------------
556
557	IF( MOD(itau,iperiod).EQ.0 ) THEN
558	GO TO 1
559	ELSE IF ( MOD(itau-1,iperiod). EQ. 0 ) THEN
560
561	IF( forward ) THEN
562	c fin du pas forward et debut du pas backward
563
564	forward = .FALSE.
565	leapf = .FALSE.
566	GO TO 2
567
568	ELSE
569	c fin du pas backward et debut du premier pas leapfrog
570
571	leapf = .TRUE.
572	dt = 2.*dtvr
573	GO TO 2
574	END IF
575	ELSE
576
577	c ...... pas leapfrog .....
578
579	leapf = .TRUE.
580	dt = 2.*dtvr
581	GO TO 2
582	END IF
583
584	ELSE
585
586	c ........................................................
587	c .............. schema matsuno ...............
588	c ........................................................
589	IF( forward ) THEN
590
591	itau = itau + 1
592	iday = day_ini+itau/day_step
593	time = FLOAT(itau-(iday-day_ini)*day_step)/day_step+time_0
594
595	IF(time.GT.1.) THEN
596	time = time-1.
597	iday = iday+1
598	ENDIF
599
600	forward = .FALSE.
601	IF( itau. EQ. itaufinp1 ) then
602	abort_message = 'Simulation finished'
603	call abort_gcm(modname,abort_message,0)
604	ENDIF
605	GO TO 2
606
607	ELSE
608
609	IF(MOD(itau,iperiod).EQ.0 .OR. itau.EQ.itaufin) THEN
610	IF(itau.EQ.itaufin) THEN
611	iav=1
612	ELSE
613	iav=0
614	ENDIF
615	#ifdef CPP_IOIPSL
616	CALL writedynav(histaveid, nqmx, itau,vcov ,
617	, ucov,teta,pk,phi,q,masse,ps,phis)
618	call bilan_dyn (2,dtvriperiod,dtvrday_step*periodav,
619	, ps,masse,pk,pbaru,pbarv,teta,phi,ucov,vcov,q)
620	#endif
621
622	ENDIF
623
624	IF(MOD(itau,iecri ).EQ.0) THEN
625	c IF(MOD(itau,iecri*day_step).EQ.0) THEN
626	nbetat = nbetatdem
627	CALL geopot ( ip1jmp1, teta , pk , pks, phis , phi )
628	unat=0.
629	do l=1,llm
630	unat(iip2:ip1jm,l)=ucov(iip2:ip1jm,l)/cu(iip2:ip1jm)
631	vnat(:,l)=vcov(:,l)/cv(:)
632	enddo
633	#ifdef CPP_IOIPSL
634	c CALL writehist( histid, histvid, nqmx, itau,vcov ,
635	c , ucov,teta,phi,q,masse,ps,phis)
636	#else
637	#include "write_grads_dyn.h"
638	#endif
639
640
641	ENDIF
642
643	#ifdef CPP_IOIPSL
644	IF(itau.EQ.itaufin)
645	. CALL dynredem1("restart.nc",0.0,
646	. vcov,ucov,teta,q,nqmx,masse,ps)
647	#endif
648
649	forward = .TRUE.
650	GO TO 1
651
652	ENDIF
653
654	END IF
655
656	STOP
657	END

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