source: LMDZ6/trunk/libf/dyn3d_common/prather.f90 @ 5348

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! $Header$
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SUBROUTINE prather (q,w,masse,pbaru,pbarv,nt,dt)
  USE comgeom2_mod_h
  USE comconst_mod, ONLY: pi
  USE dimensions_mod, ONLY: iim, jjm, llm, ndm
  USE paramet_mod_h
IMPLICIT NONE

  !=======================================================================
  !   Adaptation LMDZ:  A.Armengaud (LGGE)
  !   ----------------
  !
  !   ************************************************
  !   Transport des traceurs par la methode de prather
  !   Ref :
  !
  !   ************************************************
  !   q,w,pext,pbaru et pbarv : arguments d'entree  pour le s-pg
  !
  !=======================================================================

  !   Arguments:
  !   ----------
  INTEGER :: iq,nt
  REAL :: pbaru( ip1jmp1,llm ),pbarv( ip1jm,llm )
  REAL :: masse(iip1,jjp1,llm)
  REAL :: q( iip1,jjp1,llm,0:9)
  REAL :: w( ip1jmp1,llm )
  integer :: ordre,ilim

  !   Local:
  !   ------
  LOGICAL :: limit
  real :: zq(iip1,jjp1,llm)
  REAL :: sm ( iip1,jjp1, llm )
  REAL :: s0( iip1,jjp1,llm ),  sx( iip1,jjp1,llm )
  REAL :: sy( iip1,jjp1,llm ),  sz( iip1,jjp1,llm )
  REAL :: sxx( iip1,jjp1,llm)
  REAL :: sxy( iip1,jjp1,llm)
  REAL :: sxz( iip1,jjp1,llm)
  REAL :: syy( iip1,jjp1,llm )
  REAL :: syz( iip1,jjp1,llm )
  REAL :: szz( iip1,jjp1,llm ),zz
  INTEGER :: i,j,l,indice
  real :: sxn(iip1),sxs(iip1)

  real :: sinlon(iip1),sinlondlon(iip1)
  real :: coslon(iip1),coslondlon(iip1)
  real :: qmin,qmax
  save qmin,qmax
  save sinlon,coslon,sinlondlon,coslondlon
  real :: dyn1,dyn2,dys1,dys2,qpn,qps,dqzpn,dqzps
  real :: masn,mass
  !
  REAL :: SSUM
  integer :: ismax,ismin
  EXTERNAL  SSUM, ismin,ismax
  logical :: first
  save first
  EXTERNAL advxp,advyp,advzp


  data first/.true./
  data qmin,qmax/-1.e33,1.e33/


  !==========================================================================
  !==========================================================================
  ! MODIFICATION POUR PAS DE TEMPS ADAPTATIF, dtvr remplace par dt
  !==========================================================================
  !==========================================================================
  REAL :: dt
  !==========================================================================
  limit = .TRUE.

  if(first) then
     print*,'SCHEMA PRATHER'
     first=.false.
     do i=2,iip1
        coslon(i)=cos(rlonv(i))
        sinlon(i)=sin(rlonv(i))
        coslondlon(i)=coslon(i)*(rlonu(i)-rlonu(i-1))/pi
        sinlondlon(i)=sinlon(i)*(rlonu(i)-rlonu(i-1))/pi
     enddo
     coslon(1)=coslon(iip1)
     coslondlon(1)=coslondlon(iip1)
     sinlon(1)=sinlon(iip1)
     sinlondlon(1)=sinlondlon(iip1)

    DO l = 1,llm
    DO j = 1,jjp1
    DO i = 1,iip1
    q( i,j,l,1 )=0.
    q( i,j,l,2)=0.
    q( i,j,l,3)=0.
    q( i,j,l,4)=0.
    q( i,j,l,5)=0.
    q( i,j,l,6)=0.
    q( i,j,l,7)=0.
    q( i,j,l,8)=0.
    q( i,j,l,9)=0.
    ENDDO
    ENDDO
    ENDDO
  endif
  !   Fin modif Fred

  ! *** On calcule la masse d'air en kg

   DO l = 1,llm
    DO j = 1,jjp1
     DO i = 1,iip1
     sm( i,j,llm+1-l ) =masse(i,j,l)
     ENDDO
    ENDDO
   ENDDO

  ! *** q contient les qqtes de traceur avant l'advection

  ! *** Affectation des tableaux S a partir de Q

   DO l = 1,llm
    DO j = 1,jjp1
     DO i = 1,iip1
   s0( i,j,l) = q ( i,j,llm+1-l,0 )*sm(i,j,l)
   sx( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,1 )*sm(i,j,l)
   sy( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,2)*sm(i,j,l)
   sz( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,3)*sm(i,j,l)
   sxx( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,4)*sm(i,j,l)
   sxy( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,5)*sm(i,j,l)
   sxz( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,6)*sm(i,j,l)
   syy( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,7)*sm(i,j,l)
   syz( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,8)*sm(i,j,l)
   szz( i,j,l) = q( i,j,llm+1-l,9)*sm(i,j,l)
     ENDDO
    ENDDO
   ENDDO
  ! *** Appel des subroutines d'advection en X, en Y et en Z
  ! *** Advection avec "time-splitting"

  !-----------------------------------------------------------
   do indice =1,nt
   call advxp( limit,0.5*dt,pbaru,sm,s0,sx,sy,sz &
         ,sxx,sxy,sxz,syy,syz,szz,1 )
    end do
    do l=1,llm
    do i=1,iip1
    sy(i,1,l)=0.
    sy(i,jjp1,l)=0.
    enddo
    enddo
  !---------------------------------------------------------
   call advyp( limit,.5*dt*nt,pbarv,sm,s0,sx,sy,sz &
         ,sxx,sxy,sxz,syy,syz,szz,1 )
  !---------------------------------------------------------

  !---------------------------------------------------------
   do j=1,jjp1
      do i=1,iip1
         sz(i,j,1)=0.
         sz(i,j,llm)=0.
         sxz(i,j,1)=0.
         sxz(i,j,llm)=0.
         syz(i,j,1)=0.
         syz(i,j,llm)=0.
         szz(i,j,1)=0.
         szz(i,j,llm)=0.
      enddo
   enddo
   call advzp( limit,dt*nt,w,sm,s0,sx,sy,sz &
         ,sxx,sxy,sxz,syy,syz,szz,1 )
    do l=1,llm
    do i=1,iip1
    sy(i,1,l)=0.
    sy(i,jjp1,l)=0.
    enddo
    enddo

  !---------------------------------------------------------

  !---------------------------------------------------------
   call advyp( limit,.5*dt*nt,pbarv,sm,s0,sx,sy,sz &
         ,sxx,sxy,sxz,syy,syz,szz,1 )
  !---------------------------------------------------------
   DO l = 1,llm
    DO j = 1,jjp1
         s0( iip1,j,l)=s0( 1,j,l )
         sx( iip1,j,l)=sx( 1,j,l )
         sy( iip1,j,l)=sy( 1,j,l )
         sz( iip1,j,l)=sz( 1,j,l )
         sxx( iip1,j,l)=sxx( 1,j,l )
         sxy( iip1,j,l)=sxy( 1,j,l)
         sxz( iip1,j,l)=sxz( 1,j,l )
         syy( iip1,j,l)=syy( 1,j,l )
         syz( iip1,j,l)=syz( 1,j,l)
         szz( iip1,j,l)=szz( 1,j,l )
    ENDDO
   ENDDO
   do indice=1,nt
   call advxp( limit,0.5*dt,pbaru,sm,s0,sx,sy,sz &
         ,sxx,sxy,sxz,syy,syz,szz,1 )
    end do
  !---------------------------------------------------------
  !---------------------------------------------------------
  ! ***   On repasse les S dans la variable qpr
  ! ***   On repasse les S dans la variable q directement 14/10/94

   DO  l = 1,llm
    DO  j = 1,jjp1
     DO  i = 1,iip1
  q( i,j,llm+1-l,0 )=s0( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,1 ) = sx( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,2 ) = sy( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,3 ) = sz( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,4 ) = sxx( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,5 ) = sxy( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,6 ) = sxz( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,7 ) = syy( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,8 ) = syz( i,j,l )/sm(i,j,l)
  q( i,j,llm+1-l,9 ) = szz( i,j,l )/sm(i,j,l)
  ENDDO
  ENDDO
  ENDDO

  !---------------------------------------------------------
   ! go to  777
  !   filtrages aux poles

  ! Traitements specifiques au pole

  !   filtrages aux poles
     DO l=1,llm
  !   filtrages aux poles
     masn=ssum(iim,sm(1,1,l),1)
     mass=ssum(iim,sm(1,jjp1,l),1)
     qpn=ssum(iim,s0(1,1,l),1)/masn
     qps=ssum(iim,s0(1,jjp1,l),1)/mass
     dqzpn=ssum(iim,sz(1,1,l),1)/masn
     dqzps=ssum(iim,sz(1,jjp1,l),1)/mass
     do i=1,iip1
      q( i,1,llm+1-l,3)=dqzpn
      q( i,jjp1,llm+1-l,3)=dqzps
      q( i,1,llm+1-l,0)=qpn
      q( i,jjp1,llm+1-l,0)=qps
     enddo
    ! enddo
    !   print*,'qpn',qpn,'qps',qps
    !    print*,'dqzpn',dqzpn,'dqzps',dqzps
    ! enddo
       dyn1=0.
       dys1=0.
       dyn2=0.
       dys2=0.
    do i=1,iim
    zz=s0(i,2,l)/sm(i,2,l)-q(i,1,llm+1-l,0)
    dyn1=dyn1+sinlondlon(i)*zz
    dyn2=dyn2+coslondlon(i)*zz
    zz=q(i,jjp1,llm+1-l,0)-s0(i,jjm,l)/sm(i,jjm,l)
    dys1=dys1+sinlondlon(i)*zz
    dys2=dys2+coslondlon(i)*zz
    enddo
     do i=1,iim
     q(i,1,llm+1-l,2)= &
           (sinlon(i)*dyn1+coslon(i)*dyn2)/2.
     q(i,1,llm+1-l,0)=q(i,1,llm+1-l,0) &
           +q(i,1,llm+1-l,2)
     q(i,jjp1,llm+1-l,2)= &
           (sinlon(i)*dys1+coslon(i)*dys2)/2.
     q(i,jjp1,llm+1-l,0)=q(i,jjp1,llm+1-l,0) &
           -q(i,jjp1,llm+1-l,2)
     enddo
  q(iip1,1,llm+1-l,0)=q(1,1,llm+1-l,0)
  q(iip1,jjp1,llm+1-l,0)=q(1,jjp1,llm+1-l,0)
  do i=1,iim
  sxn(i)=q(i+1,1,llm+1-l,0)-q(i,1,llm+1-l,0)
  sxs(i)=q(i+1,jjp1,llm+1-l,0)-q(i,jjp1,llm+1-l,0)
  enddo
  sxn(iip1)=sxn(1)
  sxs(iip1)=sxs(1)
  do i=1,iim
  q(i+1,1,llm+1-l,1)=0.25*(sxn(i)+sxn(i+1))
  q(i+1,jjp1,llm+1-l,1)=0.25*(sxs(i)+sxs(i+1))
  END DO
  q(1,1,llm+1-l,1)=q(iip1,1,llm+1-l,1)
  q(1,jjp1,llm+1-l,1)= &
        q(iip1,jjp1,llm+1-l,1)
    enddo
     do l=1,llm
       do i=1,iim
        q( i,1,llm+1-l,4)=0.
        q( i,jjp1,llm+1-l,4)=0.
        q( i,1,llm+1-l,5)=0.
        q( i,jjp1,llm+1-l,5)=0.
        q( i,1,llm+1-l,6)=0.
        q( i,jjp1,llm+1-l,6)=0.
        q( i,1,llm+1-l,7)=0.
        q( i,jjp1,llm+1-l,7)=0.
        q( i,1,llm+1-l,8)=0.
        q( i,jjp1,llm+1-l,8)=0.
        q( i,1,llm+1-l,9)=0.
        q( i,jjp1,llm+1-l,9)=0.
      enddo
     ENDDO

777   continue
  !
  !   bouclage en longitude
  do l=1,llm
  do j=1,jjp1
  q(iip1,j,l,0)=q(1,j,l,0)
  q(iip1,j,llm+1-l,0)=q(1,j,llm+1-l,0)
  q(iip1,j,llm+1-l,1)=q(1,j,llm+1-l,1)
  q(iip1,j,llm+1-l,2)=q(1,j,llm+1-l,2)
  q(iip1,j,llm+1-l,3)=q(1,j,llm+1-l,3)
  q(iip1,j,llm+1-l,4)=q(1,j,llm+1-l,4)
  q(iip1,j,llm+1-l,5)=q(1,j,llm+1-l,5)
  q(iip1,j,llm+1-l,6)=q(1,j,llm+1-l,6)
  q(iip1,j,llm+1-l,7)=q(1,j,llm+1-l,7)
  q(iip1,j,llm+1-l,8)=q(1,j,llm+1-l,8)
  q(iip1,j,llm+1-l,9)=q(1,j,llm+1-l,9)
  enddo
  enddo
    DO l = 1,llm
     DO j = 2,jjm
       DO i = 1,iip1
     IF (q(i,j,l,0).lt.0.)  THEN
     PRINT*,'------------ BIP-----------'
     PRINT*,'S0(',i,j,l,')=',q(i,j,l,0), &
           q(i,j-1,l,0)
     PRINT*,'SX(',i,j,l,')=',q(i,j,l,1)
     PRINT*,'SY(',i,j,l,')=',q(i,j,l,2), &
           q(i,j-1,l,2)
     PRINT*,'SZ(',i,j,l,')=',q(i,j,l,3)
  !                  PRINT*,' PBL EN SORTIE D'' ADVZP'
                 q(i,j,l,0)=0.
               ! STOP
           ENDIF
       ENDDO
     ENDDO
     do j=1,jjp1,jjm
     do i=1,iip1
           IF (q(i,j,l,0).lt.0.)  THEN
           PRINT*,'------------ BIP 2-----------'
     PRINT*,'S0(',i,j,l,')=',q(i,j,l,0)
     PRINT*,'SX(',i,j,l,')=',q(i,j,l,1)
     PRINT*,'SY(',i,j,l,')=',q(i,j,l,2)
     PRINT*,'SZ(',i,j,l,')=',q(i,j,l,3)

                 q(i,j,l,0)=0.
               ! STOP
           ENDIF
     enddo
     enddo
    ENDDO
  RETURN
END SUBROUTINE prather