source: LMDZ5/trunk/libf/dyn3dmem/gcm.F @ 1765

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Added handling of Newtonian (and Shallow Water) modes in dyn3dmem:

  • adapted calfis_loc.F and gcm.F
  • removed unused routines divgrad_p.F and gradiv_p.F
  • adapted iniacademic.F90 and sw_case_williamson.F to work in parallel and renamed them iniacademi_loc.F90 and sw_case_williamson_loc.F
  • fixed bug in exner_milieu_loc.F (filtreg_p form mod_filtreg_p should be used)

EM

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Line 
1!
2! $Id$
3!
4c
5c
6      PROGRAM gcm
7
8#ifdef CPP_IOIPSL
9      USE IOIPSL
10#endif
11
12      USE mod_const_mpi, ONLY: init_const_mpi
13      USE parallel
14      USE infotrac
15      USE mod_interface_dyn_phys
16      USE mod_hallo
17      USE Bands
18      USE getparam
19      USE filtreg_mod
20      USE control_mod
21
22#ifdef CPP_PHYS
23      USE mod_grid_phy_lmdz
24      USE mod_phys_lmdz_para, ONLY : klon_mpi_para_nb
25      USE mod_phys_lmdz_omp_data, ONLY: klon_omp
26      USE dimphy
27      USE comgeomphy
28#endif
29      IMPLICIT NONE
30
31c      ......   Version  du 10/01/98    ..........
32
33c             avec  coordonnees  verticales hybrides
34c   avec nouveaux operat. dissipation * ( gradiv2,divgrad2,nxgraro2 )
35
36c=======================================================================
37c
38c   Auteur:  P. Le Van /L. Fairhead/F.Hourdin
39c   -------
40c
41c   Objet:
42c   ------
43c
44c   GCM LMD nouvelle grille
45c
46c=======================================================================
47c
48c  ... Dans inigeom , nouveaux calculs pour les elongations  cu , cv
49c      et possibilite d'appeler une fonction f(y)  a derivee tangente
50c      hyperbolique a la  place de la fonction a derivee sinusoidale.
51c  ... Possibilite de choisir le schema pour l'advection de
52c        q  , en modifiant iadv dans traceur.def  (MAF,10/02) .
53c
54c      Pour Van-Leer + Vapeur d'eau saturee, iadv(1)=4. (F.Codron,10/99)
55c      Pour Van-Leer iadv=10
56c
57c-----------------------------------------------------------------------
58c   Declarations:
59c   -------------
60#include "dimensions.h"
61#include "paramet.h"
62#include "comconst.h"
63#include "comdissnew.h"
64#include "comvert.h"
65#include "comgeom.h"
66#include "logic.h"
67#include "temps.h"
68#include "ener.h"
69#include "description.h"
70#include "serre.h"
71!#include "com_io_dyn.h"
72#include "iniprint.h"
73#include "tracstoke.h"
74
75#ifdef INCA
76! Only INCA needs these informations (from the Earth's physics)
77#include "indicesol.h"
78#endif
79
80      INTEGER         longcles
81      PARAMETER     ( longcles = 20 )
82      REAL  clesphy0( longcles )
83      SAVE  clesphy0
84
85
86
87      REAL zdtvr
88
89c   variables dynamiques
90      REAL,ALLOCATABLE,SAVE  :: vcov(:,:),ucov(:,:) ! vents covariants
91      REAL,ALLOCATABLE,SAVE  :: teta(:,:)     ! temperature potentielle
92      REAL, ALLOCATABLE,SAVE :: q(:,:,:)      ! champs advectes
93      REAL,ALLOCATABLE,SAVE  :: ps(:)         ! pression  au sol
94c      REAL p (ip1jmp1,llmp1  )               ! pression aux interfac.des couches
95c      REAL pks(ip1jmp1)                      ! exner au  sol
96c      REAL pk(ip1jmp1,llm)                   ! exner au milieu des couches
97c      REAL pkf(ip1jmp1,llm)                  ! exner filt.au milieu des couches
98      REAL,ALLOCATABLE,SAVE  :: masse(:,:)    ! masse d'air
99      REAL,ALLOCATABLE,SAVE  :: phis(:)       ! geopotentiel au sol
100c      REAL phi(ip1jmp1,llm)                  ! geopotentiel
101c      REAL w(ip1jmp1,llm)                    ! vitesse verticale
102
103c variables dynamiques intermediaire pour le transport
104
105c   variables pour le fichier histoire
106      REAL dtav      ! intervalle de temps elementaire
107
108      REAL time_0
109
110      LOGICAL lafin
111c      INTEGER ij,iq,l,i,j
112      INTEGER i,j
113
114
115      real time_step, t_wrt, t_ops
116
117
118      LOGICAL call_iniphys
119      data call_iniphys/.true./
120
121c      REAL alpha(ip1jmp1,llm),beta(ip1jmp1,llm)
122c+jld variables test conservation energie
123c      REAL ecin(ip1jmp1,llm),ecin0(ip1jmp1,llm)
124C     Tendance de la temp. potentiel d (theta)/ d t due a la
125C     tansformation d'energie cinetique en energie thermique
126C     cree par la dissipation
127c      REAL dhecdt(ip1jmp1,llm)
128c      REAL vcont(ip1jm,llm),ucont(ip1jmp1,llm)
129c      REAL      d_h_vcol, d_qt, d_qw, d_ql, d_ec
130c      CHARACTER (len=15) :: ztit
131c-jld
132
133
134      character (len=80) :: dynhist_file, dynhistave_file
135      character (len=20) :: modname
136      character (len=80) :: abort_message
137! locales pour gestion du temps
138      INTEGER :: an, mois, jour
139      REAL :: heure
140
141
142c-----------------------------------------------------------------------
143c    variables pour l'initialisation de la physique :
144c    ------------------------------------------------
145      INTEGER ngridmx
146      PARAMETER( ngridmx = 2+(jjm-1)*iim - 1/jjm   )
147      REAL zcufi(ngridmx),zcvfi(ngridmx)
148      REAL latfi(ngridmx),lonfi(ngridmx)
149      REAL airefi(ngridmx)
150      SAVE latfi, lonfi, airefi
151     
152      INTEGER :: ierr
153
154
155c-----------------------------------------------------------------------
156c   Initialisations:
157c   ----------------
158
159      abort_message = 'last timestep reached'
160      modname = 'gcm'
161      descript = 'Run GCM LMDZ'
162      lafin    = .FALSE.
163      dynhist_file = 'dyn_hist'
164      dynhistave_file = 'dyn_hist_ave'
165
166
167
168c----------------------------------------------------------------------
169c  lecture des fichiers gcm.def ou run.def
170c  ---------------------------------------
171c
172! Ehouarn: dump possibility of using defrun
173!#ifdef CPP_IOIPSL
174      CALL conf_gcm( 99, .TRUE. , clesphy0 )
175!#else
176!      CALL defrun( 99, .TRUE. , clesphy0 )
177!#endif
178c
179c
180c------------------------------------
181c   Initialisation partie parallele
182c------------------------------------
183      CALL init_const_mpi
184
185      call init_parallel
186      call ini_getparam("out.def")
187      call Read_Distrib
188
189#ifdef CPP_PHYS
190        CALL Init_Phys_lmdz(iim,jjp1,llm,mpi_size,distrib_phys)
191#endif
192      CALL set_bands
193#ifdef CPP_PHYS
194      CALL Init_interface_dyn_phys
195#endif
196      CALL barrier
197
198      if (mpi_rank==0) call WriteBands
199      call Set_Distrib(distrib_caldyn)
200
201c$OMP PARALLEL
202      call Init_Mod_hallo
203c$OMP END PARALLEL
204
205#ifdef CPP_PHYS
206c$OMP PARALLEL
207      call InitComgeomphy
208c$OMP END PARALLEL
209#endif
210
211c-----------------------------------------------------------------------
212c   Choix du calendrier
213c   -------------------
214
215c      calend = 'earth_365d'
216
217#ifdef CPP_IOIPSL
218      if (calend == 'earth_360d') then
219        call ioconf_calendar('360d')
220        write(lunout,*)'CALENDRIER CHOISI: Terrestre a 360 jours/an'
221      else if (calend == 'earth_365d') then
222        call ioconf_calendar('noleap')
223        write(lunout,*)'CALENDRIER CHOISI: Terrestre a 365 jours/an'
224      else if (calend == 'earth_366d') then
225        call ioconf_calendar('gregorian')
226        write(lunout,*)'CALENDRIER CHOISI: Terrestre bissextile'
227      else
228        abort_message = 'Mauvais choix de calendrier'
229        call abort_gcm(modname,abort_message,1)
230      endif
231#endif
232
233      IF (type_trac == 'inca') THEN
234#ifdef INCA
235         call init_const_lmdz(
236     $        nbtr,anneeref,dayref,
237     $        iphysiq,day_step,nday,
238     $        nbsrf, is_oce,is_sic,
239     $        is_ter,is_lic)
240
241         call init_inca_para(
242     $        iim,jjm+1,llm,klon_glo,mpi_size,
243     $        distrib_phys,COMM_LMDZ)
244#endif
245      END IF
246
247c-----------------------------------------------------------------------
248c   Initialisation des traceurs
249c   ---------------------------
250c  Choix du nombre de traceurs et du schema pour l'advection
251c  dans fichier traceur.def, par default ou via INCA
252      call infotrac_init
253
254c Allocation de la tableau q : champs advectes   
255      ALLOCATE(ucov(ijb_u:ije_u,llm))
256      ALLOCATE(vcov(ijb_v:ije_v,llm))
257      ALLOCATE(teta(ijb_u:ije_u,llm))
258      ALLOCATE(masse(ijb_u:ije_u,llm))
259      ALLOCATE(ps(ijb_u:ije_u))
260      ALLOCATE(phis(ijb_u:ije_u))
261      ALLOCATE(q(ijb_u:ije_u,llm,nqtot))
262
263c-----------------------------------------------------------------------
264c   Lecture de l'etat initial :
265c   ---------------------------
266
267c  lecture du fichier start.nc
268      if (read_start) then
269      ! we still need to run iniacademic to initialize some
270      ! constants & fields, if we run the 'newtonian' or 'SW' cases:
271        if (iflag_phys.ne.1) then
272          CALL iniacademic_loc(vcov,ucov,teta,q,masse,ps,phis,time_0)
273        endif
274
275!        if (planet_type.eq."earth") then
276! Load an Earth-format start file
277         CALL dynetat0_loc("start.nc",vcov,ucov,
278     &              teta,q,masse,ps,phis, time_0)
279!        endif ! of if (planet_type.eq."earth")
280
281c       write(73,*) 'ucov',ucov
282c       write(74,*) 'vcov',vcov
283c       write(75,*) 'teta',teta
284c       write(76,*) 'ps',ps
285c       write(77,*) 'q',q
286
287      endif ! of if (read_start)
288
289c le cas echeant, creation d un etat initial
290      IF (prt_level > 9) WRITE(lunout,*)
291     .              'GCM: AVANT iniacademic AVANT AVANT AVANT AVANT'
292      if (.not.read_start) then
293         CALL iniacademic_loc(vcov,ucov,teta,q,masse,ps,phis,time_0)
294      endif
295
296c-----------------------------------------------------------------------
297c   Lecture des parametres de controle pour la simulation :
298c   -------------------------------------------------------
299c  on recalcule eventuellement le pas de temps
300
301      IF(MOD(day_step,iperiod).NE.0) THEN
302        abort_message =
303     .  'Il faut choisir un nb de pas par jour multiple de iperiod'
304        call abort_gcm(modname,abort_message,1)
305      ENDIF
306
307      IF(MOD(day_step,iphysiq).NE.0) THEN
308        abort_message =
309     * 'Il faut choisir un nb de pas par jour multiple de iphysiq'
310        call abort_gcm(modname,abort_message,1)
311      ENDIF
312
313      zdtvr    = daysec/REAL(day_step)
314        IF(dtvr.NE.zdtvr) THEN
315         WRITE(lunout,*)
316     .    'WARNING!!! changement de pas de temps',dtvr,'>',zdtvr
317        ENDIF
318
319C
320C on remet le calendrier à zero si demande
321c
322      IF (start_time /= starttime) then
323        WRITE(lunout,*)' GCM: Attention l''heure de depart lue dans le'
324     &,' fichier restart ne correspond pas à celle lue dans le run.def'
325        IF (raz_date == 1) then
326          WRITE(lunout,*)'Je prends l''heure lue dans run.def'
327          start_time = starttime
328        ELSE
329          WRITE(lunout,*)'Je m''arrete'
330          CALL abort
331        ENDIF
332      ENDIF
333      IF (raz_date == 1) THEN
334        annee_ref = anneeref
335        day_ref = dayref
336        day_ini = dayref
337        itau_dyn = 0
338        itau_phy = 0
339        time_0 = 0.
340        write(lunout,*)
341     .   'GCM: On reinitialise a la date lue dans gcm.def'
342      ELSE IF (annee_ref .ne. anneeref .or. day_ref .ne. dayref) THEN
343        write(lunout,*)
344     .  'GCM: Attention les dates initiales lues dans le fichier'
345        write(lunout,*)
346     .  ' restart ne correspondent pas a celles lues dans '
347        write(lunout,*)' gcm.def'
348        write(lunout,*)' annee_ref=',annee_ref," anneeref=",anneeref
349        write(lunout,*)' day_ref=',day_ref," dayref=",dayref
350        write(lunout,*)' Pas de remise a zero'
351      ENDIF
352c      if (annee_ref .ne. anneeref .or. day_ref .ne. dayref) then
353c        write(lunout,*)
354c     .  'GCM: Attention les dates initiales lues dans le fichier'
355c        write(lunout,*)
356c     .  ' restart ne correspondent pas a celles lues dans '
357c        write(lunout,*)' gcm.def'
358c        write(lunout,*)' annee_ref=',annee_ref," anneeref=",anneeref
359c        write(lunout,*)' day_ref=',day_ref," dayref=",dayref
360c        if (raz_date .ne. 1) then
361c          write(lunout,*)
362c     .    'GCM: On garde les dates du fichier restart'
363c        else
364c          annee_ref = anneeref
365c          day_ref = dayref
366c          day_ini = dayref
367c          itau_dyn = 0
368c          itau_phy = 0
369c          time_0 = 0.
370c          write(lunout,*)
371c     .   'GCM: On reinitialise a la date lue dans gcm.def'
372c        endif
373c      ELSE
374c        raz_date = 0
375c      endif
376
377#ifdef CPP_IOIPSL
378      mois = 1
379      heure = 0.
380      call ymds2ju(annee_ref, mois, day_ref, heure, jD_ref)
381      jH_ref = jD_ref - int(jD_ref)
382      jD_ref = int(jD_ref)
383
384      call ioconf_startdate(INT(jD_ref), jH_ref)
385
386      write(lunout,*)'DEBUG'
387      write(lunout,*)'annee_ref, mois, day_ref, heure, jD_ref'
388      write(lunout,*)annee_ref, mois, day_ref, heure, jD_ref
389      call ju2ymds(jD_ref+jH_ref,an, mois, jour, heure)
390      write(lunout,*)'jD_ref+jH_ref,an, mois, jour, heure'
391      write(lunout,*)jD_ref+jH_ref,an, mois, jour, heure
392#else
393! Ehouarn: we still need to define JD_ref and JH_ref
394! and since we don't know how many days there are in a year
395! we set JD_ref to 0 (this should be improved ...)
396      jD_ref=0
397      jH_ref=0
398#endif
399
400      if (iflag_phys.eq.1) then
401      ! these initialisations have already been done (via iniacademic)
402      ! if running in SW or Newtonian mode
403c-----------------------------------------------------------------------
404c   Initialisation des constantes dynamiques :
405c   ------------------------------------------
406        dtvr = zdtvr
407        CALL iniconst
408
409c-----------------------------------------------------------------------
410c   Initialisation de la geometrie :
411c   --------------------------------
412        CALL inigeom
413
414c-----------------------------------------------------------------------
415c   Initialisation du filtre :
416c   --------------------------
417        CALL inifilr
418      endif ! of if (iflag_phys.eq.1)
419c
420c-----------------------------------------------------------------------
421c   Initialisation de la dissipation :
422c   ----------------------------------
423
424      CALL inidissip( lstardis, nitergdiv, nitergrot, niterh   ,
425     *                tetagdiv, tetagrot , tetatemp, vert_prof_dissip)
426
427c-----------------------------------------------------------------------
428c   Initialisation de la physique :
429c   -------------------------------
430      IF (call_iniphys.and.(iflag_phys==1.or.iflag_phys>=100)) THEN
431         latfi(1)=rlatu(1)
432         lonfi(1)=0.
433         zcufi(1) = cu(1)
434         zcvfi(1) = cv(1)
435         DO j=2,jjm
436            DO i=1,iim
437               latfi((j-2)*iim+1+i)= rlatu(j)
438               lonfi((j-2)*iim+1+i)= rlonv(i)
439               zcufi((j-2)*iim+1+i) = cu((j-1)*iip1+i)
440               zcvfi((j-2)*iim+1+i) = cv((j-1)*iip1+i)
441            ENDDO
442         ENDDO
443         latfi(ngridmx)= rlatu(jjp1)
444         lonfi(ngridmx)= 0.
445         zcufi(ngridmx) = cu(ip1jm+1)
446         zcvfi(ngridmx) = cv(ip1jm-iim)
447         CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,aire,airefi)
448
449         WRITE(lunout,*)
450     .       'GCM: WARNING!!! vitesse verticale nulle dans la physique'
451! Physics:
452#ifdef CPP_PHYS
453         CALL iniphysiq(ngridmx,llm,daysec,day_ini,dtphys/nsplit_phys,
454     &                latfi,lonfi,airefi,zcufi,zcvfi,rad,g,r,cpp,
455     &                iflag_phys)
456#endif
457         call_iniphys=.false.
458      ENDIF ! of IF (call_iniphys.and.(iflag_phys==1.or.iflag_phys>=100))
459
460
461c-----------------------------------------------------------------------
462c   Initialisation des dimensions d'INCA :
463c   --------------------------------------
464      IF (type_trac == 'inca') THEN
465!$OMP PARALLEL
466#ifdef INCA
467         CALL init_inca_dim(klon_omp,llm,iim,jjm,
468     $        rlonu,rlatu,rlonv,rlatv)
469#endif
470!$OMP END PARALLEL
471      END IF
472
473c-----------------------------------------------------------------------
474c   Initialisation des I/O :
475c   ------------------------
476
477
478      day_end = day_ini + nday
479      WRITE(lunout,300)day_ini,day_end
480 300  FORMAT('1'/,15x,'run du jour',i7,2x,'au jour',i7//)
481
482#ifdef CPP_IOIPSL
483      call ju2ymds(jD_ref + day_ini - day_ref, an, mois, jour, heure)
484      write (lunout,301)jour, mois, an
485      call ju2ymds(jD_ref + day_end - day_ref, an, mois, jour, heure)
486      write (lunout,302)jour, mois, an
487 301  FORMAT('1'/,15x,'run du ', i2,'/',i2,'/',i4)
488 302  FORMAT('1'/,15x,'    au ', i2,'/',i2,'/',i4)
489#endif
490
491!      if (planet_type.eq."earth") then
492! Write an Earth-format restart file
493        CALL dynredem0_loc("restart.nc", day_end, phis)
494!      endif
495
496      ecripar = .TRUE.
497
498#ifdef CPP_IOIPSL
499      time_step = zdtvr
500      IF (mpi_rank==0) then
501        if (ok_dyn_ins) then
502          ! initialize output file for instantaneous outputs
503          ! t_ops = iecri * daysec ! do operations every t_ops
504          t_ops =((1.0*iecri)/day_step) * daysec 
505          t_wrt = daysec ! iecri * daysec ! write output every t_wrt
506          t_wrt = daysec ! iecri * daysec ! write output every t_wrt
507          CALL inithist(day_ref,annee_ref,time_step,
508     &                  t_ops,t_wrt)
509        endif
510
511      IF (ok_dyn_ave) THEN
512         ! initialize output file for averaged outputs
513         t_ops = iperiod * time_step ! do operations every t_ops
514         t_wrt = periodav * daysec   ! write output every t_wrt
515         CALL initdynav_loc(day_ref,annee_ref,time_step,t_ops,t_wrt)
516        END IF
517      ENDIF
518      dtav = iperiod*dtvr/daysec
519#endif
520! #endif of #ifdef CPP_IOIPSL
521
522c  Choix des frequences de stokage pour le offline
523c      istdyn=day_step/4     ! stockage toutes les 6h=1jour/4
524c      istdyn=day_step/12     ! stockage toutes les 2h=1jour/12
525      istdyn=day_step/4     ! stockage toutes les 6h=1jour/12
526      istphy=istdyn/iphysiq     
527
528
529c
530c-----------------------------------------------------------------------
531c   Integration temporelle du modele :
532c   ----------------------------------
533
534c       write(78,*) 'ucov',ucov
535c       write(78,*) 'vcov',vcov
536c       write(78,*) 'teta',teta
537c       write(78,*) 'ps',ps
538c       write(78,*) 'q',q
539
540c$OMP PARALLEL DEFAULT(SHARED) COPYIN(/temps/,/logici/,/logicl/)
541      CALL leapfrog_loc(ucov,vcov,teta,ps,masse,phis,q,clesphy0,
542     .              time_0)
543c$OMP END PARALLEL
544
545      OPEN(unit=5487,file='ok_lmdz',status='replace')
546      WRITE(5487,*) 'ok_lmdz'
547      CLOSE(5487)
548      END
549
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.