1 | ! |
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2 | ! $Id: iniacademic.F 1446 2010-10-22 09:27:25Z acozic $ |
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3 | ! |
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4 | c |
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5 | c |
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6 | SUBROUTINE iniacademic(vcov,ucov,teta,q,masse,ps,phis,time_0) |
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7 | |
---|
8 | USE filtreg_mod |
---|
9 | USE infotrac, ONLY : nqtot |
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10 | USE control_mod, ONLY: day_step,planet_type |
---|
11 | #ifdef CPP_IOIPSL |
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12 | USE IOIPSL |
---|
13 | #else |
---|
14 | ! if not using IOIPSL, we still need to use (a local version of) getin |
---|
15 | USE ioipsl_getincom |
---|
16 | #endif |
---|
17 | USE Write_Field |
---|
18 | |
---|
19 | |
---|
20 | c%W% %G% |
---|
21 | c======================================================================= |
---|
22 | c |
---|
23 | c Author: Frederic Hourdin original: 15/01/93 |
---|
24 | c ------- |
---|
25 | c |
---|
26 | c Subject: |
---|
27 | c ------ |
---|
28 | c |
---|
29 | c Method: |
---|
30 | c -------- |
---|
31 | c |
---|
32 | c Interface: |
---|
33 | c ---------- |
---|
34 | c |
---|
35 | c Input: |
---|
36 | c ------ |
---|
37 | c |
---|
38 | c Output: |
---|
39 | c ------- |
---|
40 | c |
---|
41 | c======================================================================= |
---|
42 | IMPLICIT NONE |
---|
43 | c----------------------------------------------------------------------- |
---|
44 | c Declararations: |
---|
45 | c --------------- |
---|
46 | |
---|
47 | #include "dimensions.h" |
---|
48 | #include "paramet.h" |
---|
49 | #include "comvert.h" |
---|
50 | #include "comconst.h" |
---|
51 | #include "comgeom.h" |
---|
52 | #include "academic.h" |
---|
53 | #include "ener.h" |
---|
54 | #include "temps.h" |
---|
55 | #include "iniprint.h" |
---|
56 | #include "logic.h" |
---|
57 | |
---|
58 | c Arguments: |
---|
59 | c ---------- |
---|
60 | |
---|
61 | real time_0 |
---|
62 | |
---|
63 | c variables dynamiques |
---|
64 | REAL vcov(ip1jm,llm),ucov(ip1jmp1,llm) ! vents covariants |
---|
65 | REAL teta(ip1jmp1,llm) ! temperature potentielle |
---|
66 | REAL q(ip1jmp1,llm,nqtot) ! champs advectes |
---|
67 | REAL ps(ip1jmp1) ! pression au sol |
---|
68 | REAL masse(ip1jmp1,llm) ! masse d'air |
---|
69 | REAL phis(ip1jmp1) ! geopotentiel au sol |
---|
70 | |
---|
71 | c Local: |
---|
72 | c ------ |
---|
73 | |
---|
74 | REAL p (ip1jmp1,llmp1 ) ! pression aux interfac.des couches |
---|
75 | REAL pks(ip1jmp1) ! exner au sol |
---|
76 | REAL pk(ip1jmp1,llm) ! exner au milieu des couches |
---|
77 | REAL pkf(ip1jmp1,llm) ! exner filt.au milieu des couches |
---|
78 | REAL phi(ip1jmp1,llm) ! geopotentiel |
---|
79 | REAL ddsin,tetastrat,zsig,tetapv,w_pv ! variables auxiliaires |
---|
80 | real tetajl(jjp1,llm) |
---|
81 | INTEGER i,j,l,lsup,ij |
---|
82 | |
---|
83 | REAL teta0,ttp,delt_y,delt_z,eps ! Constantes pour profil de T |
---|
84 | REAL k_f,k_c_a,k_c_s ! Constantes de rappel |
---|
85 | LOGICAL ok_geost ! Initialisation vent geost. ou nul |
---|
86 | LOGICAL ok_pv ! Polar Vortex |
---|
87 | REAL phi_pv,dphi_pv,gam_pv ! Constantes pour polar vortex |
---|
88 | |
---|
89 | real zz,ran1 |
---|
90 | integer idum |
---|
91 | |
---|
92 | REAL alpha(ip1jmp1,llm),beta(ip1jmp1,llm),zdtvr |
---|
93 | |
---|
94 | c----------------------------------------------------------------------- |
---|
95 | ! 1. Initializations for Earth-like case |
---|
96 | ! -------------------------------------- |
---|
97 | c |
---|
98 | ! initialize planet radius, rotation rate,... |
---|
99 | call conf_planete |
---|
100 | |
---|
101 | time_0=0. |
---|
102 | day_ref=1 |
---|
103 | annee_ref=0 |
---|
104 | |
---|
105 | im = iim |
---|
106 | jm = jjm |
---|
107 | day_ini = 1 |
---|
108 | dtvr = daysec/REAL(day_step) |
---|
109 | zdtvr=dtvr |
---|
110 | etot0 = 0. |
---|
111 | ptot0 = 0. |
---|
112 | ztot0 = 0. |
---|
113 | stot0 = 0. |
---|
114 | ang0 = 0. |
---|
115 | |
---|
116 | if (llm.eq.1) then |
---|
117 | ! specific initializations for the shallow water case |
---|
118 | kappa=1 |
---|
119 | endif |
---|
120 | |
---|
121 | CALL iniconst |
---|
122 | CALL inigeom |
---|
123 | CALL inifilr |
---|
124 | |
---|
125 | if (llm.eq.1) then |
---|
126 | ! initialize fields for the shallow water case, if required |
---|
127 | if (.not.read_start) then |
---|
128 | phis(:)=0. |
---|
129 | q(:,:,:)=0 |
---|
130 | CALL sw_case_williamson91_6(vcov,ucov,teta,masse,ps) |
---|
131 | endif |
---|
132 | endif |
---|
133 | |
---|
134 | if (iflag_phys.eq.2) then |
---|
135 | ! initializations for the academic case |
---|
136 | |
---|
137 | ! if (planet_type=="earth") then |
---|
138 | |
---|
139 | ! 1. local parameters |
---|
140 | ! by convention, winter is in the southern hemisphere |
---|
141 | ! Geostrophic wind or no wind? |
---|
142 | ok_geost=.TRUE. |
---|
143 | CALL getin('ok_geost',ok_geost) |
---|
144 | ! Constants for Newtonian relaxation and friction |
---|
145 | k_f=1. !friction |
---|
146 | CALL getin('k_j',k_f) |
---|
147 | k_f=1./(daysec*k_f) |
---|
148 | k_c_s=4. !cooling surface |
---|
149 | CALL getin('k_c_s',k_c_s) |
---|
150 | k_c_s=1./(daysec*k_c_s) |
---|
151 | k_c_a=40. !cooling free atm |
---|
152 | CALL getin('k_c_a',k_c_a) |
---|
153 | k_c_a=1./(daysec*k_c_a) |
---|
154 | ! Constants for Teta equilibrium profile |
---|
155 | teta0=315. ! mean Teta (S.H. 315K) |
---|
156 | CALL getin('teta0',teta0) |
---|
157 | ttp=200. ! Tropopause temperature (S.H. 200K) |
---|
158 | CALL getin('ttp',ttp) |
---|
159 | eps=0. ! Deviation to N-S symmetry(~0-20K) |
---|
160 | CALL getin('eps',eps) |
---|
161 | delt_y=60. ! Merid Temp. Gradient (S.H. 60K) |
---|
162 | CALL getin('delt_y',delt_y) |
---|
163 | delt_z=10. ! Vertical Gradient (S.H. 10K) |
---|
164 | CALL getin('delt_z',delt_z) |
---|
165 | ! Polar vortex |
---|
166 | ok_pv=.false. |
---|
167 | CALL getin('ok_pv',ok_pv) |
---|
168 | phi_pv=-50. ! Latitude of edge of vortex |
---|
169 | CALL getin('phi_pv',phi_pv) |
---|
170 | phi_pv=phi_pv*pi/180. |
---|
171 | dphi_pv=5. ! Width of the edge |
---|
172 | CALL getin('dphi_pv',dphi_pv) |
---|
173 | dphi_pv=dphi_pv*pi/180. |
---|
174 | gam_pv=4. ! -dT/dz vortex (in K/km) |
---|
175 | CALL getin('gam_pv',gam_pv) |
---|
176 | |
---|
177 | ! 2. Initialize fields towards which to relax |
---|
178 | ! Friction |
---|
179 | knewt_g=k_c_a |
---|
180 | DO l=1,llm |
---|
181 | zsig=presnivs(l)/preff |
---|
182 | knewt_t(l)=(k_c_s-k_c_a)*MAX(0.,(zsig-0.7)/0.3) |
---|
183 | kfrict(l)=k_f*MAX(0.,(zsig-0.7)/0.3) |
---|
184 | ENDDO |
---|
185 | DO j=1,jjp1 |
---|
186 | clat4((j-1)*iip1+1:j*iip1)=cos(rlatu(j))**4 |
---|
187 | ENDDO |
---|
188 | |
---|
189 | ! Potential temperature |
---|
190 | DO l=1,llm |
---|
191 | zsig=presnivs(l)/preff |
---|
192 | tetastrat=ttp*zsig**(-kappa) |
---|
193 | tetapv=tetastrat |
---|
194 | IF ((ok_pv).AND.(zsig.LT.0.1)) THEN |
---|
195 | tetapv=tetastrat*(zsig*10.)**(kappa*cpp*gam_pv/1000./g) |
---|
196 | ENDIF |
---|
197 | DO j=1,jjp1 |
---|
198 | ! Troposphere |
---|
199 | ddsin=sin(rlatu(j)) |
---|
200 | tetajl(j,l)=teta0-delt_y*ddsin*ddsin+eps*ddsin |
---|
201 | & -delt_z*(1.-ddsin*ddsin)*log(zsig) |
---|
202 | ! Profil stratospherique isotherme (+vortex) |
---|
203 | w_pv=(1.-tanh((rlatu(j)-phi_pv)/dphi_pv))/2. |
---|
204 | tetastrat=tetastrat*(1.-w_pv)+tetapv*w_pv |
---|
205 | tetajl(j,l)=MAX(tetajl(j,l),tetastrat) |
---|
206 | ENDDO |
---|
207 | ENDDO ! of DO l=1,llm |
---|
208 | |
---|
209 | ! CALL writefield('theta_eq',tetajl) |
---|
210 | |
---|
211 | do l=1,llm |
---|
212 | do j=1,jjp1 |
---|
213 | do i=1,iip1 |
---|
214 | ij=(j-1)*iip1+i |
---|
215 | tetarappel(ij,l)=tetajl(j,l) |
---|
216 | enddo |
---|
217 | enddo |
---|
218 | enddo |
---|
219 | |
---|
220 | |
---|
221 | ! else |
---|
222 | ! write(lunout,*)"iniacademic: planet types other than earth", |
---|
223 | ! & " not implemented (yet)." |
---|
224 | ! stop |
---|
225 | ! endif ! of if (planet_type=="earth") |
---|
226 | |
---|
227 | ! 3. Initialize fields (if necessary) |
---|
228 | IF (.NOT. read_start) THEN |
---|
229 | ! surface pressure |
---|
230 | ps(:)=preff |
---|
231 | ! ground geopotential |
---|
232 | phis(:)=0. |
---|
233 | |
---|
234 | CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p ) |
---|
235 | CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,alpha,beta, pks, pk, pkf ) |
---|
236 | CALL massdair(p,masse) |
---|
237 | |
---|
238 | ! bulk initialization of temperature |
---|
239 | teta(:,:)=tetarappel(:,:) |
---|
240 | |
---|
241 | ! geopotential |
---|
242 | CALL geopot(ip1jmp1,teta,pk,pks,phis,phi) |
---|
243 | |
---|
244 | ! winds |
---|
245 | if (ok_geost) then |
---|
246 | call ugeostr(phi,ucov) |
---|
247 | else |
---|
248 | ucov(:,:)=0. |
---|
249 | endif |
---|
250 | vcov(:,:)=0. |
---|
251 | |
---|
252 | ! bulk initialization of tracers |
---|
253 | if (planet_type=="earth") then |
---|
254 | ! Earth: first two tracers will be water |
---|
255 | do i=1,nqtot |
---|
256 | if (i.eq.1) q(:,:,i)=1.e-10 |
---|
257 | if (i.eq.2) q(:,:,i)=1.e-15 |
---|
258 | if (i.gt.2) q(:,:,i)=0. |
---|
259 | enddo |
---|
260 | else |
---|
261 | q(:,:,:)=0 |
---|
262 | endif ! of if (planet_type=="earth") |
---|
263 | |
---|
264 | ! add random perturbation to temperature |
---|
265 | idum = -1 |
---|
266 | zz = ran1(idum) |
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267 | idum = 0 |
---|
268 | do l=1,llm |
---|
269 | do ij=iip2,ip1jm |
---|
270 | teta(ij,l)=teta(ij,l)*(1.+0.005*ran1(idum)) |
---|
271 | enddo |
---|
272 | enddo |
---|
273 | |
---|
274 | ! maintain periodicity in longitude |
---|
275 | do l=1,llm |
---|
276 | do ij=1,ip1jmp1,iip1 |
---|
277 | teta(ij+iim,l)=teta(ij,l) |
---|
278 | enddo |
---|
279 | enddo |
---|
280 | |
---|
281 | ENDIF ! of IF (.NOT. read_start) |
---|
282 | endif ! of if (iflag_phys.eq.2) |
---|
283 | |
---|
284 | END |
---|
285 | c----------------------------------------------------------------------- |
---|