source: LMDZ6/trunk/libf/phylmd/calwake.f90 @ 5802

Last change on this file since 5802 was 5770, checked in by rkazeroni, 5 months ago

For GPU porting of wake routines:

  • Add "horizontal" comment to specify possible names of horizontal variables
  • 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
    See the license file in the root directory
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 11.9 KB
Line 
1! $Id: calwake.f90 5770 2025-07-10 10:59:57Z snguyen $
2!$gpum horizontal klon nlon
3MODULE calwake_mod
4  PRIVATE
5
6  LOGICAL, SAVE, ALLOCATABLE :: first(:) ! first(klon) : first calwake computation on columns
7  !$OMP THREADPRIVATE(first)
8
9  LOGICAL, SAVE :: first_first=.TRUE.  ! fisrt call to calwake
10  !$OMP THREADPRIVATE(first_first) 
11
12  PUBLIC calwake_first, calwake
13
14CONTAINS 
15
16SUBROUTINE calwake_first(dtime)
17USE dimphy, ONLY : klon,klev
18USE lmdz_wake, ONLY : wake_first
19  REAL, INTENT(IN)  :: dtime
20 
21  IF (first_first) THEN
22    ALLOCATE(first(klon))
23    first(:)=.TRUE.
24   
25    CALL wake_first(klev, dtime)
26
27    first_first=.FALSE.
28  ENDIF
29
30END SUBROUTINE calwake_first
31
32
33SUBROUTINE calwake(iflag_wake_tend, paprs, pplay, dtime, &
34    t, q, omgb, &
35    dt_dwn, dq_dwn, m_dwn, m_up, dt_a, dq_a, wgen, &
36    sigd, Cin, &
37    wake_deltat, wake_deltaq, wake_s, awake_s, wake_dens, awake_dens, &
38    wake_dth, wake_h, &
39    wake_pe, wake_fip, wake_gfl, &
40    dt_wake, dq_wake, wake_k, t_x, q_x, wake_omgbdth, &
41    wake_dp_omgb, &
42    wake_dtke, wake_dqke, &
43    wake_omg, wake_dp_deltomg, &
44    wake_spread, wake_cstar, wake_d_deltat_gw, &
45    wake_ddeltat, wake_ddeltaq, wake_ds, awake_ds, wake_ddens, awake_ddens)
46  ! **************************************************************
47  ! *
48  ! CALWAKE                                                     *
49  ! interface avec le schema de calcul de la poche    *
50  ! froide                                            *
51  ! *
52  ! written by   : CHERUY Frederique, 13/03/2000, 10.31.05      *
53  ! modified by :  ROEHRIG Romain,    01/30/2007                *
54  ! **************************************************************
55
56  USE dimphy
57  USE phys_state_var_mod, ONLY: pctsrf
58  USE indice_sol_mod, ONLY: is_oce
59  USE print_control_mod, ONLY: lunout, prt_level
60  USE lmdz_wake, ONLY : wake, wake2
61  USE alpale_mod, ONLY: iflag_wake
62  USE yomcst_mod_h
63IMPLICIT NONE
64  ! ======================================================================
65
66
67  ! Arguments
68  ! ----------
69  ! Input
70  ! ----
71  INTEGER,                       INTENT (IN)         :: iflag_wake_tend
72  REAL,                          INTENT (IN)         :: dtime
73  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: pplay
74  REAL, DIMENSION(klon, klev+1), INTENT (IN)         :: paprs
75  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: t, q, omgb
76  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: dt_dwn, dq_dwn
77  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: m_up, m_dwn
78  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (IN)         :: dt_a, dq_a
79  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: wgen
80  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: sigd
81  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (IN)         :: Cin
82  ! Input/Output
83  ! ------------
84  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (INOUT)      :: wake_deltat, wake_deltaq
85  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (INOUT)      :: wake_s, awake_s
86  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (INOUT)      :: wake_dens, awake_dens
87  ! Output
88  ! ------
89  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: dt_wake, dq_wake
90!!jyg  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_k
91  INTEGER, DIMENSION(klon),      INTENT (OUT)        :: wake_k
92  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_d_deltat_gw
93  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_h
94  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_dth
95  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_pe, wake_fip, wake_gfl
96  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: t_x, q_x
97  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_omgbdth, wake_dp_omgb
98  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_dtke, wake_dqke
99  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_omg, wake_dp_deltomg
100  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_spread
101  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_cstar
102  REAL, DIMENSION(klon, klev),   INTENT (OUT)        :: wake_ddeltat, wake_ddeltaq
103  REAL, DIMENSION(klon),         INTENT (OUT)        :: wake_ds, awake_ds, wake_ddens, awake_ddens
104
105
106  ! Variable internes
107  ! -----------------
108  INTEGER                                            :: i, l
109  INTEGER, DIMENSION(klon)                           :: znatsurf    ! 0 if pctsrf(is_oce)>0.1; 1 else.
110  REAL                                               :: aire
111  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: p,  pi
112  REAL, DIMENSION(klon, klev+1)                      ::  ph
113  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        ::  omgbe
114  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: te, qe
115  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtdwn, dqdwn
116  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dta, dqa
117  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: amdwn, amup
118  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtw, dqw, dth
119  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtls, dqls
120  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: tx, qx
121  REAL, DIMENSION(klon)                              :: hw, wape, fip, gfl
122  REAL, DIMENSION(klon)                              :: sigmaw, asigmaw, wdens, awdens
123  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: omgbdth
124  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dp_omgb
125  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dtke, dqke
126  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: omg
127  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: dp_deltomg, spread
128  REAL, DIMENSION(klon)                              :: cstar
129  REAL, DIMENSION(klon)                              :: sigd0
130  INTEGER, DIMENSION(klon)                           :: ktopw
131  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: d_deltat_gw
132  REAL, DIMENSION(klon, klev)                        :: d_deltatw, d_deltaqw
133  REAL, DIMENSION(klon)                              :: d_sigmaw, d_asigmaw, d_wdens, d_awdens
134
135  REAL                                               :: rdcp
136
137
138  IF (prt_level >= 10) THEN
139    print *, '-> calwake, wake_s, awake_s, wgen input ', wake_s(1), awake_s(1), wgen(1)
140  ENDIF
141
142  rdcp = 1./3.5
143
144  znatsurf(:) = 0
145  DO i = 1,klon
146    IF (pctsrf(i,is_oce) < 0.1) znatsurf(i) = 1
147  ENDDO
148
149
150  ! -----------------------------------------------------------
151  ! IM 290108     DO 999 i=1,klon   ! a vectoriser
152  ! ----------------------------------------------------------
153
154
155  DO l = 1, klev
156    DO i = 1, klon
157      p(i, l) = pplay(i, l)
158      ph(i, l) = paprs(i, l)
159      pi(i, l) = (pplay(i,l)/100000.)**rdcp
160
161      te(i, l) = t(i, l)
162      qe(i, l) = q(i, l)
163      omgbe(i, l) = omgb(i, l)
164
165      dtdwn(i, l) = dt_dwn(i, l)
166      dqdwn(i, l) = dq_dwn(i, l)
167      dta(i, l) = dt_a(i, l)
168      dqa(i, l) = dq_a(i, l)
169    END DO
170  END DO
171
172!----------------------------------------------------------------
173!         Initialize tendencies to zero
174!----------------------------------------------------------------
175dtls(:,:) = 0.
176dqls(:,:) = 0.
177d_deltat_gw(:,:) = 0.
178d_deltatw(:,:) = 0.
179d_deltaqw(:,:) = 0.
180d_sigmaw(:) = 0.
181d_asigmaw(:) = 0.
182d_wdens(:) = 0.
183d_awdens(:) = 0.
184!
185
186  DO i = 1, klon
187    sigd0(i) = sigd(i)
188  END DO
189  ! print*, 'sigd0,sigd', sigd0, sigd(i)
190  DO i = 1, klon
191    ph(i, klev+1) = 0.
192  END DO
193
194!!jyg!  DO i = 1, klon                 
195!!jyg!    ktopw(i) = NINT(wake_k(i))   
196!!jyg!  END DO                         
197
198  DO i = 1, klon
199    hw(i) = wake_h(i)
200  END DO
201!
202!    Make a copy of state variables
203  DO l = 1, klev
204    DO i = 1, klon
205      dtw(i, l) = wake_deltat(i, l)
206      dqw(i, l) = wake_deltaq(i, l)
207    END DO
208  END DO
209
210  DO i = 1, klon
211    sigmaw(i)  = wake_s(i)
212    asigmaw(i) = awake_s(i)
213  END DO
214
215  DO i = 1, klon
216    wdens(i) = max(0., wake_dens(i))
217    awdens(i) = max(0., awake_dens(i))
218  END DO
219
220  ! fkc les flux de masses sont evalues aux niveaux et valent 0 a la surface
221  ! fkc  on veut le flux de masse au milieu des couches
222
223  DO l = 1, klev - 1
224    DO i = 1, klon
225      amdwn(i, l) = 0.5*(m_dwn(i,l)+m_dwn(i,l+1))
226      amdwn(i, l) = (m_dwn(i,l+1))
227    END DO
228  END DO
229
230  ! au sommet le flux de masse est nul
231
232  DO i = 1, klon
233    amdwn(i, klev) = 0.5*m_dwn(i, klev)
234  END DO
235
236  DO l = 1, klev
237    DO i = 1, klon
238      amup(i, l) = m_up(i, l)
239    END DO
240  END DO
241
242
243
244  IF (iflag_wake/10 == 0) THEN
245    CALL wake(klon,klev,znatsurf, p, ph, pi, dtime, &
246      te, qe, omgbe, &
247      dtdwn, dqdwn, amdwn, amup, dta, dqa, wgen, &
248      sigd0, Cin, &
249      dtw, dqw, sigmaw, asigmaw, wdens, awdens, &                      ! state variables
250      dth, hw, wape, fip, gfl, &
251      dtls, dqls, ktopw, omgbdth, dp_omgb, tx, qx, &
252      dtke, dqke, omg, dp_deltomg, spread, cstar, &
253      d_deltat_gw, &
254      d_deltatw, d_deltaqw, d_sigmaw, d_asigmaw, d_wdens, d_awdens)      ! tendencies
255
256  ELSE IF (iflag_wake/10 == 2) THEN
257    CALL wake2(klon,klev,znatsurf, p, ph, pi, dtime, &
258      te, qe, omgbe, &
259      dtdwn, dqdwn, amdwn, amup, dta, dqa, wgen, &
260      sigd0, Cin, &
261      dtw, dqw, sigmaw, asigmaw, wdens, awdens, &                      ! state variables
262      dth, hw, wape, fip, gfl, &
263      dtls, dqls, ktopw, omgbdth, dp_omgb, tx, qx, &
264      dtke, dqke, omg, dp_deltomg, spread, cstar, &
265      d_deltat_gw, &
266      d_deltatw, d_deltaqw, d_sigmaw, d_asigmaw, d_wdens, d_awdens)      ! tendencies
267
268  END IF  !(iflag_wake/10 == 0)
269
270
271!
272  DO l = 1, klev
273    DO i = 1, klon
274      IF (ktopw(i)>0) THEN
275        wake_d_deltat_gw(i, l) = d_deltat_gw(i, l)
276        wake_omgbdth(i, l) = omgbdth(i, l)
277        wake_dp_omgb(i, l) = dp_omgb(i, l)
278        wake_dtke(i, l) = dtke(i, l)
279        wake_dqke(i, l) = dqke(i, l)
280        wake_omg(i, l) = omg(i, l)
281        wake_dp_deltomg(i, l) = dp_deltomg(i, l)
282        wake_spread(i, l) = spread(i, l)
283        wake_dth(i, l) = dth(i, l)
284        dt_wake(i, l) = dtls(i, l)*dtime         ! derivative -> tendency
285        dq_wake(i, l) = dqls(i, l)*dtime         ! derivative -> tendency
286        t_x(i, l) = tx(i, l)
287        q_x(i, l) = qx(i, l)
288      ELSE
289        wake_d_deltat_gw(i, l) = 0.
290        wake_omgbdth(i, l) = 0.
291        wake_dp_omgb(i, l) = 0.
292        wake_dtke(i, l) = 0.
293        wake_dqke(i, l) = 0.
294        wake_omg(i, l) = 0.
295        wake_dp_deltomg(i, l) = 0.
296        wake_spread(i, l) = 0.
297        wake_dth(i, l) = 0.
298        dt_wake(i, l) = 0.
299        dq_wake(i, l) = 0.
300        t_x(i, l) = te(i, l)
301        q_x(i, l) = qe(i, l)
302      END IF
303    END DO
304  END DO
305
306  DO i = 1, klon
307    wake_h(i) = hw(i)
308    wake_pe(i) = wape(i)
309    wake_fip(i) = fip(i)
310    wake_gfl(i) = gfl(i)
311    wake_k(i) = ktopw(i)
312    wake_cstar(i) = cstar(i)
313  END DO
314
315!  Tendencies of state variables
316  DO l = 1, klev
317    DO i = 1, klon
318      IF (ktopw(i)>0) THEN
319        wake_ddeltat(i, l) = d_deltatw(i, l)*dtime
320        wake_ddeltaq(i, l) = d_deltaqw(i, l)*dtime
321      ELSE
322        wake_ddeltat(i, l) = -wake_deltat(i, l)
323        wake_ddeltaq(i, l) = -wake_deltaq(i, l)
324      END IF
325    END DO
326  END DO
327  DO i = 1, klon
328    IF (ktopw(i)>0) THEN
329      wake_ds(i) = d_sigmaw(i)*dtime
330      awake_ds(i) = d_asigmaw(i)*dtime
331      awake_ddens(i) = d_awdens(i)*dtime
332      wake_ddens(i) = d_wdens(i)*dtime
333    ELSE
334      wake_ds(i)    = -wake_s(i)
335      awake_ds(i)   = -awake_s(i)
336      wake_ddens(i) = -wake_dens(i)
337      awake_ddens(i)= -awake_dens(i)
338    END IF
339  END DO
340!
341
342!jyg< 
343  IF (iflag_wake_tend .EQ. 0) THEN
344!  Update State variables
345    DO l = 1, klev
346      DO i = 1, klon
347        IF (ktopw(i)>0) THEN
348          wake_deltat(i, l) = dtw(i, l)
349          wake_deltaq(i, l) = dqw(i, l)
350        ELSE
351          wake_deltat(i, l) = 0.
352          wake_deltaq(i, l) = 0.
353        END IF
354      END DO
355    END DO
356    DO i = 1, klon
357      wake_s(i) = sigmaw(i)
358      awake_s(i) = asigmaw(i)
359      awake_dens(i) = awdens(i)
360      wake_dens(i) = wdens(i)
361    END DO
362  ENDIF  ! (iflag_wake_tend .EQ. 0)
363!
364  DO i = 1,klon
365    IF (first(i)) THEN
366      IF (wake_dens(i) < -1.) THEN
367        wake_dens(i) = wdens(i)
368      ENDIF
369      first(i)=.FALSE.
370    ENDIF 
371  ENDDO
372   
373!>jyg
374  IF (prt_level >= 10) THEN
375    print *, 'calwake ->, wake_s, awake_s ', wake_s(1), awake_s(1)
376  ENDIF
377
378  RETURN
379END SUBROUTINE calwake
380
381END MODULE calwake_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.