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  • Property copyright set to
    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
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  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
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1! $Id: advtrac.f90 5182 2024-09-10 14:25:29Z abarral $
2
3SUBROUTINE advtrac(pbaru, pbarv, p, masse, q, iapptrac, teta, flxw, pk)
4  !     Auteur :  F. Hourdin
5
6  !     Modif. P. Le Van     (20/12/97)
7  !            F. Codron     (10/99)
8  !            D. Le Croller (07/2001)
9  !            M.A Filiberti (04/2002)
10
11  USE lmdz_infotrac, ONLY: nqtot, tracers, isoCheck
12  USE control_mod, ONLY: iapp_tracvl, day_step
13  USE comconst_mod, ONLY: dtvr
14  USE lmdz_cppkeys_wrapper, ONLY: CPPKEY_DEBUGIO
15  USE lmdz_strings, ONLY: int2str
16  USE lmdz_description, ONLY: descript
17  USE lmdz_libmath, ONLY: minmax
18  USE lmdz_iniprint, ONLY: lunout, prt_level
19  USE lmdz_ssum_scopy, ONLY: scopy
20  USE lmdz_comdissip, ONLY: coefdis, tetavel, tetatemp, gamdissip, niterdis
21  USE lmdz_comgeom2
22  USE lmdz_groupe, ONLY: groupe
23
24  USE lmdz_dimensions, ONLY: iim, jjm, llm, ndm
25  USE lmdz_paramet
26IMPLICIT NONE
27
28
29
30
31  !---------------------------------------------------------------------------
32  !     Arguments
33  !---------------------------------------------------------------------------
34  INTEGER, INTENT(OUT) :: iapptrac
35  REAL, INTENT(IN) :: pbaru(ip1jmp1, llm)
36  REAL, INTENT(IN) :: pbarv(ip1jm, llm)
37  REAL, INTENT(INOUT) :: q(ip1jmp1, llm, nqtot)
38  REAL, INTENT(IN) :: masse(ip1jmp1, llm)
39  REAL, INTENT(IN) :: p(ip1jmp1, llmp1)
40  REAL, INTENT(IN) :: teta(ip1jmp1, llm)
41  REAL, INTENT(IN) :: pk(ip1jmp1, llm)
42  REAL, INTENT(OUT) :: flxw(ip1jmp1, llm)
43  !---------------------------------------------------------------------------
44  !     Ajout PPM
45  !---------------------------------------------------------------------------
46  REAL :: massebx(ip1jmp1, llm), masseby(ip1jm, llm)
47  !---------------------------------------------------------------------------
48  !     Variables locales
49  !---------------------------------------------------------------------------
50  INTEGER :: ij, l, iq, iadv
51  !   REAL(KIND=KIND(1.d0)) :: t_initial, t_final, tps_cpu
52  REAL :: zdp(ip1jmp1), zdpmin, zdpmax
53  INTEGER, SAVE :: iadvtr = 0
54  REAL, DIMENSION(ip1jmp1, llm) :: pbaruc, pbarug, massem, wg
55  REAL, DIMENSION(ip1jm, llm) :: pbarvc, pbarvg
56  SAVE massem, pbaruc, pbarvc
57  !---------------------------------------------------------------------------
58  !     Rajouts pour PPM
59  !---------------------------------------------------------------------------
60  INTEGER indice, n
61  REAL :: dtbon                       ! Pas de temps adaptatif pour que CFL<1
62  REAL :: CFLmaxz, aaa, bbb           ! CFL maximum
63  REAL, DIMENSION(iim, jjp1, llm) :: unatppm, vnatppm, fluxwppm
64  REAL :: qppm(iim * jjp1, llm, nqtot)
65  REAL :: psppm(iim, jjp1)           ! pression  au sol
66  REAL, DIMENSION(llmp1) :: apppm, bpppm
67  LOGICAL, SAVE :: dum = .TRUE., fill = .TRUE.
68
69  INTEGER, SAVE :: countcfl = 0
70  REAL, DIMENSION(ip1jmp1, llm) :: cflx, cflz
71  REAL, DIMENSION(ip1jm, llm) :: cfly
72  REAL, DIMENSION(llm), SAVE :: cflxmax, cflymax, cflzmax
73
74  IF(iadvtr == 0) THEN
75    pbaruc(:, :) = 0
76    pbarvc(:, :) = 0
77  END IF
78
79  !--- Accumulation des flux de masse horizontaux
80  DO l = 1, llm
81    DO ij = 1, ip1jmp1
82      pbaruc(ij, l) = pbaruc(ij, l) + pbaru(ij, l)
83    END DO
84    DO ij = 1, ip1jm
85      pbarvc(ij, l) = pbarvc(ij, l) + pbarv(ij, l)
86    END DO
87  END DO
88
89  !--- Selection de la masse instantannee des mailles avant le transport.
90  IF(iadvtr == 0) THEN
91    CALL SCOPY(ip1jmp1 * llm, masse, 1, massem, 1)
92    ! CALL filtreg ( massem ,jjp1, llm,-2, 2, .TRUE., 1 )
93  END IF
94
95  iadvtr = iadvtr + 1
96  iapptrac = iadvtr
97
98  !--- Test pour savoir si on advecte a ce pas de temps
99  IF(iadvtr /= iapp_tracvl) RETURN
100
101  !   ..  Modif P.Le Van  ( 20/12/97 )  ....
102
103  !   traitement des flux de masse avant advection.
104  !       1. calcul de w
105  !       2. groupement des mailles pres du pole.
106
107  CALL groupe(pbaruc, pbarvc, pbarug, pbarvg, wg)
108
109  !--- Flux de masse diaganostiques traceurs
110  flxw = wg / REAL(iapp_tracvl)
111
112  !--- Test sur l'eventuelle creation de valeurs negatives de la masse
113  DO l = 1, llm - 1
114    DO ij = iip2 + 1, ip1jm
115      zdp(ij) = pbarug(ij - 1, l) - pbarug(ij, l) &
116              - pbarvg(ij - iip1, l) + pbarvg(ij, l) &
117              + wg(ij, l + 1) - wg(ij, l)
118    END DO
119    ! ym  ---> pourquoi jjm-1 et non jjm ? a cause du pole ?
120    CALL SCOPY(jjm - 1, zdp(iip1 + iip1), iip1, zdp(iip2), iip1)
121    DO ij = iip2, ip1jm
122      zdp(ij) = zdp(ij) * dtvr / massem(ij, l)
123    END DO
124
125    CALL minmax (ip1jm - iip1, zdp(iip2), zdpmin, zdpmax)
126
127    IF(MAX(ABS(zdpmin), ABS(zdpmax)) > 0.5) &
128            WRITE(*, *)'WARNING DP/P l=', l, '  MIN:', zdpmin, ' MAX:', zdpmax
129
130  END DO
131
132  !-------------------------------------------------------------------------
133  ! Calcul des criteres CFL en X, Y et Z
134  !-------------------------------------------------------------------------
135  IF(countcfl == 0.) THEN
136    cflxmax(:) = 0.
137    cflymax(:) = 0.
138    cflzmax(:) = 0.
139  END IF
140
141  countcfl = countcfl + iapp_tracvl
142  cflx(:, :) = 0.
143  cfly(:, :) = 0.
144  cflz(:, :) = 0.
145  DO l = 1, llm
146    DO ij = iip2, ip1jm - 1
147      IF(pbarug(ij, l)>=0.) THEN
148        cflx(ij, l) = pbarug(ij, l) * dtvr / masse(ij, l)
149      ELSE
150        cflx(ij, l) = -pbarug(ij, l) * dtvr / masse(ij + 1, l)
151      END IF
152    END DO
153  END DO
154
155  DO l = 1, llm
156    DO ij = iip2, ip1jm - 1, iip1
157      cflx(ij + iip1, l) = cflx(ij, l)
158    END DO
159  END DO
160
161  DO l = 1, llm
162    DO ij = 1, ip1jm
163      IF(pbarvg(ij, l)>=0.) THEN
164        cfly(ij, l) = pbarvg(ij, l) * dtvr / masse(ij, l)
165      ELSE
166        cfly(ij, l) = -pbarvg(ij, l) * dtvr / masse(ij + iip1, l)
167      END IF
168    END DO
169  END DO
170
171  DO l = 2, llm
172    DO ij = 1, ip1jm
173      IF(wg(ij, l) >= 0.) THEN
174        cflz(ij, l) = wg(ij, l) * dtvr / masse(ij, l)
175      ELSE
176        cflz(ij, l) = -wg(ij, l) * dtvr / masse(ij, l - 1)
177      END IF
178    END DO
179  END DO
180
181  DO l = 1, llm
182    cflxmax(l) = max(cflxmax(l), maxval(cflx(:, l)))
183    cflymax(l) = max(cflymax(l), maxval(cfly(:, l)))
184    cflzmax(l) = max(cflzmax(l), maxval(cflz(:, l)))
185  END DO
186
187  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
188  ! Par defaut, on sort le diagnostic des CFL tous les jours.
189  ! Si on veut le sortir a chaque pas d'advection en cas de plantage
190  !       IF(countcfl==iapp_tracvl) THEN
191  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
192  IF(countcfl==day_step) THEN
193    DO l = 1, llm
194      WRITE(lunout, *) 'L, CFL[xyz]max:', l, cflxmax(l), cflymax(l), cflzmax(l)
195    END DO
196    countcfl = 0
197  END IF
198
199  !---------------------------------------------------------------------------
200  !   Advection proprement dite (Modification Le Croller (07/2001)
201  !---------------------------------------------------------------------------
202
203  !---------------------------------------------------------------------------
204  !   Calcul des moyennes basees sur la masse
205  !---------------------------------------------------------------------------
206  CALL massbar(massem, massebx, masseby)
207
208  IF (CPPKEY_DEBUGIO) THEN
209    CALL WriteField_u('massem', massem)
210    CALL WriteField_u('wg', wg)
211    CALL WriteField_u('pbarug', pbarug)
212    CALL WriteField_v('pbarvg', pbarvg)
213    CALL WriteField_u('p_tmp', p)
214    CALL WriteField_u('pk_tmp', pk)
215    CALL WriteField_u('teta_tmp', teta)
216    DO iq = 1, nqtot
217      CALL WriteField_u('q_adv' // trim(int2str(iq)), q(:, :, iq))
218    END DO
219  END IF
220
221  IF(isoCheck) WRITE(*, *) 'advtrac 227'
222  CALL check_isotopes_seq(q, ip1jmp1, 'advtrac 162')
223
224  !-------------------------------------------------------------------------
225  !       Appel des sous programmes d'advection
226  !-------------------------------------------------------------------------
227  DO iq = 1, nqtot
228    !     CALL clock(t_initial)
229    IF(tracers(iq)%parent /= 'air') CYCLE
230    iadv = tracers(iq)%iadv
231    !-----------------------------------------------------------------------
232    SELECT CASE(iadv)
233      !-----------------------------------------------------------------------
234    CASE(0); CYCLE
235    !--------------------------------------------------------------------
236    CASE(10)  !--- Schema de Van Leer I MUSCL
237      !--------------------------------------------------------------------
238      !           WRITE(*,*) 'advtrac 239: iq,q(1721,19,:)=',iq,q(1721,19,:)
239      CALL vlsplt(q, 2., massem, wg, pbarug, pbarvg, dtvr, iq)
240
241      !--------------------------------------------------------------------
242    CASE(14)  !--- Schema "pseuDO amont" + test sur humidite specifique
243      !--- pour la vapeur d'eau. F. Codron
244      !--------------------------------------------------------------------
245      !           WRITE(*,*) 'advtrac 248: iq,q(1721,19,:)=',iq,q(1721,19,:)
246      CALL vlspltqs(q, 2., massem, wg, pbarug, pbarvg, dtvr, p, pk, teta, iq)
247
248      !--------------------------------------------------------------------
249    CASE(12)  !--- Schema de Frederic Hourdin
250      !--------------------------------------------------------------------
251      CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)   ! pas de temps adaptatif
252      IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
253      DO indice = 1, n
254        CALL advn(q(1, 1, iq), massem, wg, pbarug, pbarvg, dtbon, 1)
255      END DO
256
257      !--------------------------------------------------------------------
258    CASE(13)  !--- Pas de temps adaptatif
259      !--------------------------------------------------------------------
260      CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)
261      IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
262      DO indice = 1, n
263        CALL advn(q(1, 1, iq), massem, wg, pbarug, pbarvg, dtbon, 2)
264      END DO
265
266      !--------------------------------------------------------------------
267    CASE(20)  !--- Schema de pente SLOPES
268      !--------------------------------------------------------------------
269      CALL pentes_ini (q(1, 1, iq), wg, massem, pbarug, pbarvg, 0)
270
271      !--------------------------------------------------------------------
272    CASE(30)  !--- Schema de Prather
273      !--------------------------------------------------------------------
274      ! Pas de temps adaptatif
275      CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)
276      IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
277      CALL prather(q(1, 1, iq), wg, massem, pbarug, pbarvg, n, dtbon)
278
279      !--------------------------------------------------------------------
280    CASE(11, 16, 17, 18)   !--- Schemas PPM Lin et Rood
281      !--------------------------------------------------------------------
282      ! Test sur le flux horizontal
283      CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)   ! pas de temps adaptatif
284      IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
285      ! Test sur le flux vertical
286      CFLmaxz = 0.
287      DO l = 2, llm
288        DO ij = iip2, ip1jm
289          aaa = wg(ij, l) * dtvr / massem(ij, l)
290          CFLmaxz = max(CFLmaxz, aaa)
291          bbb = -wg(ij, l) * dtvr / massem(ij, l - 1)
292          CFLmaxz = max(CFLmaxz, bbb)
293        END DO
294      END DO
295      IF(CFLmaxz>=1) WRITE(*, *) 'WARNING vertical', 'CFLmaxz=', CFLmaxz
296      !----------------------------------------------------------------
297      !     Ss-prg interface LMDZ.4->PPM3d (ss-prg de Lin)
298      !----------------------------------------------------------------
299      CALL interpre(q(1, 1, iq), qppm(1, 1, iq), wg, fluxwppm, massem, &
300              apppm, bpppm, massebx, masseby, pbarug, pbarvg, &
301              unatppm, vnatppm, psppm)
302
303      !----------------------------------------------------------------
304      DO indice = 1, n     !--- VL (version PPM) horiz. et PPM vert.
305        !----------------------------------------------------------------
306        SELECT CASE(iadv)
307          !----------------------------------------------------------
308        CASE(11)
309          !----------------------------------------------------------
310          CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
311                  2, 2, 2, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
312          !----------------------------------------------------------
313        CASE(16) !--- Monotonic PPM
314          !----------------------------------------------------------
315          CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
316                  3, 3, 3, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
317          !----------------------------------------------------------
318        CASE(17) !--- Semi monotonic PPM
319          !----------------------------------------------------------
320          CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
321                  4, 4, 4, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
322          !----------------------------------------------------------
323        CASE(18) !--- Positive Definite PPM
324          !----------------------------------------------------------
325          CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
326                  5, 5, 5, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
327        END SELECT
328        !----------------------------------------------------------------
329      END DO
330      !----------------------------------------------------------------
331      !     Ss-prg interface PPM3d-LMDZ.4
332      !----------------------------------------------------------------
333      CALL interpost(q(1, 1, iq), qppm(1, 1, iq))
334      !----------------------------------------------------------------------
335    END SELECT
336    !----------------------------------------------------------------------
337
338    !----------------------------------------------------------------------
339    ! On impose une seule valeur du traceur au pole Sud j=jjm+1=jjp1 et Nord j=1
340    !----------------------------------------------------------------------
341    !  CALL traceurpole(q(1,1,iq),massem)
342
343    !--- Calcul du temps cpu pour un schema donne
344    !  CALL clock(t_final)
345    !ym  tps_cpu=t_final-t_initial
346    !ym  cpuadv(iq)=cpuadv(iq)+tps_cpu
347
348  END DO
349
350  IF(isoCheck) WRITE(*, *) 'advtrac 402'
351  CALL check_isotopes_seq(q, ip1jmp1, 'advtrac 397')
352
353  !-------------------------------------------------------------------------
354  !   on reinitialise a zero les flux de masse cumules
355  !-------------------------------------------------------------------------
356  iadvtr = 0
357
358END SUBROUTINE advtrac
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.