source: LMDZ6/trunk/libf/dyn3dmem/iniacademic_loc.F90 @ 5007

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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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File size: 12.9 KB
RevLine 
[1749]1!
2! $Id: iniacademic.F90 1625 2012-05-09 13:14:48Z lguez $
3!
4SUBROUTINE iniacademic_loc(vcov,ucov,teta,q,masse,ps,phis,time_0)
5
[2083]6  USE filtreg_mod, ONLY: inifilr
[4325]7  USE infotrac,    ONLY: nqtot, niso, iqIsoPha, tracers, getKey, isoName
[4056]8  USE control_mod, ONLY: day_step,planet_type
[2021]9  use exner_hyb_m, only: exner_hyb
10  use exner_milieu_m, only: exner_milieu
[2083]11  USE parallel_lmdz, ONLY: ijb_u, ije_u, ijb_v, ije_v
[1749]12#ifdef CPP_IOIPSL
[2083]13  USE IOIPSL, ONLY: getin
[1749]14#else
15  ! if not using IOIPSL, we still need to use (a local version of) getin
[2083]16  USE ioipsl_getincom, ONLY: getin
[1749]17#endif
18  USE Write_Field
[2597]19  USE comconst_mod, ONLY: cpp, kappa, g, daysec, dtvr, pi, im, jm
[2603]20  USE logic_mod, ONLY: iflag_phys, read_start
[4376]21  USE comvert_mod, ONLY: ap, bp, preff, pa, presnivs, pressure_exner
[2601]22  USE temps_mod, ONLY: annee_ref, day_ini, day_ref
[2622]23  USE ener_mod, ONLY: etot0,ptot0,ztot0,stot0,ang0
[4120]24  USE readTracFiles_mod, ONLY: addPhase
[4419]25  use netcdf, only : NF90_NOWRITE,NF90_OPEN,NF90_NOERR,NF90_INQ_VARID
26  use netcdf, only : NF90_CLOSE, NF90_GET_VAR
[1749]27
[4419]28
[1749]29  !   Author:    Frederic Hourdin      original: 15/01/93
30  ! The forcing defined here is from Held and Suarez, 1994, Bulletin
31  ! of the American Meteorological Society, 75, 1825.
32
33  IMPLICIT NONE
34
35  !   Declararations:
36  !   ---------------
37
38  include "dimensions.h"
39  include "paramet.h"
40  include "comgeom.h"
41  include "academic.h"
42  include "iniprint.h"
43
44  !   Arguments:
45  !   ----------
46
[2083]47  REAL,INTENT(OUT) :: time_0
[1749]48
[2083]49  !   fields
50  REAL,INTENT(OUT) :: vcov(ijb_v:ije_v,llm) ! meridional covariant wind
51  REAL,INTENT(OUT) :: ucov(ijb_u:ije_u,llm) ! zonal covariant wind
52  REAL,INTENT(OUT) :: teta(ijb_u:ije_u,llm) ! potential temperature (K)
53  REAL,INTENT(OUT) :: q(ijb_u:ije_u,llm,nqtot) ! advected tracers (.../kg_of_air)
54  REAL,INTENT(OUT) :: ps(ijb_u:ije_u) ! surface pressure (Pa)
55  REAL,INTENT(OUT) :: masse(ijb_u:ije_u,llm) ! air mass in grid cell (kg)
56  REAL,INTENT(OUT) :: phis(ijb_u:ije_u) ! surface geopotential
[1749]57
58  !   Local:
59  !   ------
60
61  REAL,ALLOCATABLE :: vcov_glo(:,:),ucov_glo(:,:),teta_glo(:,:)
62  REAL,ALLOCATABLE :: q_glo(:,:),masse_glo(:,:),ps_glo(:)
63  REAL,ALLOCATABLE :: phis_glo(:)
64  REAL p (ip1jmp1,llmp1  )               ! pression aux interfac.des couches
65  REAL pks(ip1jmp1)                      ! exner au  sol
66  REAL pk(ip1jmp1,llm)                   ! exner au milieu des couches
67  REAL phi(ip1jmp1,llm)                  ! geopotentiel
68  REAL ddsin,zsig,tetapv,w_pv  ! variables auxiliaires
69  real tetastrat ! potential temperature in the stratosphere, in K
70  real tetajl(jjp1,llm)
[4120]71  INTEGER i,j,l,lsup,ij, iq, iName, iPhase, iqParent
[1749]72
[4419]73  integer :: nid_relief,varid,ierr
74  real, dimension(iip1,jjp1) :: relief
75
76
[1749]77  REAL teta0,ttp,delt_y,delt_z,eps ! Constantes pour profil de T
78  REAL k_f,k_c_a,k_c_s         ! Constantes de rappel
79  LOGICAL ok_geost             ! Initialisation vent geost. ou nul
80  LOGICAL ok_pv                ! Polar Vortex
[3976]81  REAL phi_pv,dphi_pv,gam_pv,tetanoise   ! Constantes pour polar vortex
[1749]82
83  real zz,ran1
84  integer idum
85
[4325]86  REAL zdtvr, tnat, alpha_ideal
[4984]87  LOGICAL,PARAMETER :: tnat1=.true.
[1749]88 
89  character(len=*),parameter :: modname="iniacademic"
90  character(len=80) :: abort_message
91
[2083]92  ! Sanity check: verify that options selected by user are not incompatible
[2087]93  if ((iflag_phys==1).and. .not. read_start) then
[2083]94    write(lunout,*) trim(modname)," error: if read_start is set to ", &
95    " false then iflag_phys should not be 1"
96    write(lunout,*) "You most likely want an aquaplanet initialisation", &
97    " (iflag_phys >= 100)"
98    call abort_gcm(modname,"incompatible iflag_phys==1 and read_start==.false.",1)
99  endif
100 
[1749]101  !-----------------------------------------------------------------------
102  ! 1. Initializations for Earth-like case
103  ! --------------------------------------
104  !
105  ! initialize planet radius, rotation rate,...
106  call conf_planete
107
108  time_0=0.
109  day_ref=1
[3435]110  ! annee_ref=0
[1749]111
112  im         = iim
113  jm         = jjm
114  day_ini    = 1
115  dtvr    = daysec/REAL(day_step)
116  zdtvr=dtvr
117  etot0      = 0.
118  ptot0      = 0.
119  ztot0      = 0.
120  stot0      = 0.
[4056]121  ang0       = 0.
[1749]122
123  if (llm == 1) then
124     ! specific initializations for the shallow water case
125     kappa=1
126  endif
127
128  CALL iniconst
129  CALL inigeom
130  CALL inifilr
131
[3976]132  ! Initialize pressure and mass field if read_start=.false.
133  IF (.NOT. read_start) THEN
134    ! allocate global fields:
135!    allocate(vcov_glo(ip1jm,llm))
[4419]136
[3976]137    allocate(ucov_glo(ip1jmp1,llm))
138    allocate(teta_glo(ip1jmp1,llm))
139    allocate(ps_glo(ip1jmp1))
140    allocate(masse_glo(ip1jmp1,llm))
141    allocate(phis_glo(ip1jmp1))
142
143     ! surface pressure
[4376]144     ps_glo(:)=preff
[4056]145
[4419]146     !------------------------------------------------------------------
147     ! Lecture eventuelle d'un fichier de relief interpollee sur la grille
148     ! du modele.
149     ! On suppose que le fichier relief_in.nc est stoké sur une grille
150     ! iim*jjp1
151     ! Facile a créer à partir de la commande
152     ! cdo remapcon,fichier_output_phys.nc Relief.nc relief_in.nc
153     !------------------------------------------------------------------
154
155     relief=0.
156     ierr = NF90_OPEN ('relief_in.nc', NF90_NOWRITE,nid_relief)
157     if (ierr.EQ.NF90_NOERR) THEN
158         ierr=NF90_INQ_VARID(nid_relief,'RELIEF',varid)
159         if (ierr==NF90_NOERR) THEN
160              ierr=NF90_GET_VAR(nid_relief,varid,relief(1:iim,1:jjp1))
161              relief(iip1,:)=relief(1,:)
162         else
163              CALL abort_gcm ('iniacademic','variable RELIEF pas la',1)
164         endif
165     endif
166     ierr = NF90_CLOSE (nid_relief)
167
168
169     !------------------------------------------------------------------
170     ! Initialisation du geopotentiel au sol et de la pression
171     !------------------------------------------------------------------
172
173     print*,'relief=',minval(relief),maxval(relief),'g=',g
174     do j=1,jjp1
175        do i=1,iip1
176           phis_glo((j-1)*iip1+i)=g*relief(i,j)
177        enddo
178     enddo
179     print*,'phis=',minval(phis),maxval(phis),'g=',g
180
[3976]181     CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps_glo, p       )
182     if (pressure_exner) then
183       CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps_glo, p, pks, pk )
184     else
185       call exner_milieu(ip1jmp1,ps_glo,p,pks,pk)
186     endif
187     CALL massdair(p,masse_glo)
188  ENDIF
189
[1749]190  if (llm == 1) then
191     ! initialize fields for the shallow water case, if required
192     if (.not.read_start) then
193        phis(ijb_u:ije_u)=0.
194        q(ijb_u:ije_u,1:llm,1:nqtot)=0
195        CALL sw_case_williamson91_6_loc(vcov,ucov,teta,masse,ps)
196     endif
197  endif
198
199  academic_case: if (iflag_phys >= 2) then
200     ! initializations
201
202     ! 1. local parameters
203     ! by convention, winter is in the southern hemisphere
204     ! Geostrophic wind or no wind?
205     ok_geost=.TRUE.
206     CALL getin('ok_geost',ok_geost)
207     ! Constants for Newtonian relaxation and friction
208     k_f=1.                !friction
209     CALL getin('k_j',k_f)
210     k_f=1./(daysec*k_f)
211     k_c_s=4.  !cooling surface
212     CALL getin('k_c_s',k_c_s)
213     k_c_s=1./(daysec*k_c_s)
214     k_c_a=40. !cooling free atm
215     CALL getin('k_c_a',k_c_a)
216     k_c_a=1./(daysec*k_c_a)
217     ! Constants for Teta equilibrium profile
218     teta0=315.     ! mean Teta (S.H. 315K)
219     CALL getin('teta0',teta0)
220     ttp=200.       ! Tropopause temperature (S.H. 200K)
221     CALL getin('ttp',ttp)
222     eps=0.         ! Deviation to N-S symmetry(~0-20K)
223     CALL getin('eps',eps)
224     delt_y=60.     ! Merid Temp. Gradient (S.H. 60K)
225     CALL getin('delt_y',delt_y)
226     delt_z=10.     ! Vertical Gradient (S.H. 10K)
227     CALL getin('delt_z',delt_z)
228     ! Polar vortex
229     ok_pv=.false.
230     CALL getin('ok_pv',ok_pv)
231     phi_pv=-50.            ! Latitude of edge of vortex
232     CALL getin('phi_pv',phi_pv)
233     phi_pv=phi_pv*pi/180.
234     dphi_pv=5.             ! Width of the edge
235     CALL getin('dphi_pv',dphi_pv)
236     dphi_pv=dphi_pv*pi/180.
237     gam_pv=4.              ! -dT/dz vortex (in K/km)
238     CALL getin('gam_pv',gam_pv)
[3976]239     tetanoise=0.005
240     CALL getin('tetanoise',tetanoise)
[1749]241
242     ! 2. Initialize fields towards which to relax
243     ! Friction
244     knewt_g=k_c_a
245     DO l=1,llm
246        zsig=presnivs(l)/preff
247        knewt_t(l)=(k_c_s-k_c_a)*MAX(0.,(zsig-0.7)/0.3)
248        kfrict(l)=k_f*MAX(0.,(zsig-0.7)/0.3)
249     ENDDO
250     DO j=1,jjp1
251        clat4((j-1)*iip1+1:j*iip1)=cos(rlatu(j))**4
252     ENDDO
253
254     ! Potential temperature
255     DO l=1,llm
256        zsig=presnivs(l)/preff
257        tetastrat=ttp*zsig**(-kappa)
258        tetapv=tetastrat
259        IF ((ok_pv).AND.(zsig.LT.0.1)) THEN
260           tetapv=tetastrat*(zsig*10.)**(kappa*cpp*gam_pv/1000./g)
261        ENDIF
262        DO j=1,jjp1
263           ! Troposphere
264           ddsin=sin(rlatu(j))
265           tetajl(j,l)=teta0-delt_y*ddsin*ddsin+eps*ddsin &
266                -delt_z*(1.-ddsin*ddsin)*log(zsig)
267           if (planet_type=="giant") then
268             tetajl(j,l)=teta0+(delt_y*                   &
269                ((sin(rlatu(j)*3.14159*eps+0.0001))**2)   &
270                / ((rlatu(j)*3.14159*eps+0.0001)**2))     &
271                -delt_z*log(zsig)
272           endif
273           ! Profil stratospherique isotherme (+vortex)
274           w_pv=(1.-tanh((rlatu(j)-phi_pv)/dphi_pv))/2.
275           tetastrat=tetastrat*(1.-w_pv)+tetapv*w_pv             
276           tetajl(j,l)=MAX(tetajl(j,l),tetastrat) 
277        ENDDO
278     ENDDO
279
280     !          CALL writefield('theta_eq',tetajl)
281
282     do l=1,llm
283        do j=1,jjp1
284           do i=1,iip1
285              ij=(j-1)*iip1+i
286              tetarappel(ij,l)=tetajl(j,l)
287           enddo
288        enddo
289     enddo
290
291     ! 3. Initialize fields (if necessary)
292     IF (.NOT. read_start) THEN
293        ! bulk initialization of temperature
[3976]294        IF (iflag_phys>10000) THEN
295        ! Particular case to impose a constant temperature T0=0.01*iflag_phys
296           teta_glo(:,:)= 0.01*iflag_phys/(pk(:,:)/cpp)
297        ELSE
298           teta_glo(:,:)=tetarappel(:,:)
299        ENDIF
[1749]300        ! geopotential
301        CALL geopot(ip1jmp1,teta_glo,pk,pks,phis_glo,phi)
302
303        ! winds
304        if (ok_geost) then
305           call ugeostr(phi,ucov_glo)
306        else
307           ucov_glo(:,:)=0.
308        endif
309        vcov(ijb_v:ije_v,1:llm)=0.
310
311        ! bulk initialization of tracers
312        if (planet_type=="earth") then
313           ! Earth: first two tracers will be water
[4050]314           do iq=1,nqtot
315              q(ijb_u:ije_u,:,iq)=0.
[4120]316              IF(tracers(iq)%name == addPhase('H2O', 'g')) q(ijb_u:ije_u,:,iq)=1.e-10
317              IF(tracers(iq)%name == addPhase('H2O', 'l')) q(ijb_u:ije_u,:,iq)=1.e-15
[2270]318
319              ! CRisi: init des isotopes
320              ! distill de Rayleigh très simplifiée
[4143]321              iName    = tracers(iq)%iso_iName
[4124]322              if (niso <= 0 .OR. iName <= 0) CYCLE
[4056]323              iPhase   = tracers(iq)%iso_iPhase
[4050]324              iqParent = tracers(iq)%iqParent
[4120]325              IF(tracers(iq)%iso_iZone == 0) THEN
[4984]326                 if (tnat1) then
327                         tnat=1.0
328                         alpha_ideal=1.0
329                         write(*,*) 'Attention dans iniacademic: alpha_ideal=1'
330                 else
331                    IF(getKey('tnat', tnat, isoName(iName)) .OR. getKey('alpha', alpha_ideal, isoName(iName))) &
[4325]332                    CALL abort_gcm(TRIM(modname), 'missing isotopic parameters', 1)
[4984]333                 endif
[4325]334                 q(ijb_u:ije_u,:,iq) = q(ijb_u:ije_u,:,iqParent)*tnat*(q(ijb_u:ije_u,:,iqParent)/30.e-3)**(alpha_ideal-1.)
[4984]335              ELSE !IF(tracers(iq)%iso_iZone == 0) THEN
336                 IF(tracers(iq)%iso_iZone == 1) THEN ! a verifier.
337                    ! correction le 14 mai 2024 pour que tous les traceurs soient de la couleur 1.
338                    ! Sinon, on va avoir des porblèmes de conservation de masse de traceurs.
339                    q(ijb_u:ije_u,:,iq) = q(ijb_u:ije_u,:,iqIsoPha(iName,iPhase))
340                 else !IF(tracers(iq)%iso_iZone == 1) THEN
341                    q(ijb_u:ije_u,:,iq) = 0.0
342                 endif !IF(tracers(iq)%iso_iZone == 1) THEN
343              END IF !IF(tracers(iq)%iso_iZone == 0) THEN
[1749]344           enddo
345        else
346           q(ijb_u:ije_u,:,:)=0
347        endif ! of if (planet_type=="earth")
348
[4143]349        call check_isotopes(q,ijb_u,ije_u,'iniacademic_loc')
[2270]350
[1749]351        ! add random perturbation to temperature
352        idum  = -1
353        zz = ran1(idum)
354        idum  = 0
355        do l=1,llm
356           do ij=iip2,ip1jm
[3976]357              teta_glo(ij,l)=teta_glo(ij,l)*(1.+tetanoise*ran1(idum))
[1749]358           enddo
359        enddo
360
361        ! maintain periodicity in longitude
362        do l=1,llm
363           do ij=1,ip1jmp1,iip1
364              teta_glo(ij+iim,l)=teta_glo(ij,l)
365           enddo
366        enddo
367
368        ! copy data from global array to local array:
369        teta(ijb_u:ije_u,:)=teta_glo(ijb_u:ije_u,:)
370        ucov(ijb_u:ije_u,:)=ucov_glo(ijb_u:ije_u,:)
371!        vcov(ijb_v:ije_v,:)=vcov_glo(ijb_v:ije_v,:)
372        masse(ijb_u:ije_u,:)=masse_glo(ijb_u:ije_u,:)
373        ps(ijb_u:ije_u)=ps_glo(ijb_u:ije_u)
374        phis(ijb_u:ije_u)=phis_glo(ijb_u:ije_u)
375
376        deallocate(teta_glo)
377        deallocate(ucov_glo)
378!        deallocate(vcov_glo)
379        deallocate(masse_glo)
380        deallocate(ps_glo)
381        deallocate(phis_glo)
382     ENDIF ! of IF (.NOT. read_start)
383  endif academic_case
384
385END SUBROUTINE iniacademic_loc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.