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Add new ecrad version from DWD ported onto OpenACC, closed from original ecrad ECMWF starting point for LMDZ ecrad version.

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YM

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Line 
1"""
2Filename:     io.py
3Author:       Shannon Mason, shannon.mason@ecmwf.int
4Description:  I/O functions for loading IFS data
5"""
6
7#For loading and handling netCDF data
8import xarray as xr
9
10def load_inputs(input_srcfile):
11    """
12    Load ecRAD input files.
13    """
14
15    with xr.open_dataset(input_srcfile) as input_dset:
16        if 'lat' in input_dset:
17            input_dset = input_dset.rename({'lat':'latitude', 'lon':'longitude'})
18
19        input_dset['pressure_fl'] = xr.DataArray(
20                input_dset.pressure_hl[:,:-1] + 0.5*input_dset.pressure_hl.diff('half_level'),
21                coords={'column':input_dset.column, 'level':input_dset.level},
22                dims=['column', 'level']
23            )
24
25        #input_dset['p'] = input_dset.pressure_fl.median('column')
26        #input_dset['phl'] = input_dset.pressure_hl.median('column')
27
28        if 'aerosol_mmr' in input_dset.data_vars:
29            input_dset['sea_salt'] = input_dset.aerosol_mmr.sel(
30                    aerosol_type=slice(0,2)).sum('aerosol_type')
31            input_dset['dust'] = input_dset.aerosol_mmr.sel(
32                    aerosol_type=slice(3,5)).sum('aerosol_type')
33            input_dset['organics'] = input_dset.aerosol_mmr.sel(
34                    aerosol_type=slice(6,7)).sum('aerosol_type')
35            input_dset['black_carbon'] = input_dset.aerosol_mmr.sel(
36                    aerosol_type=slice(8,9)).sum('aerosol_type')
37            input_dset['sulphate'] = input_dset.aerosol_mmr.sel(aerosol_type=10)
38
39        input_dset = input_dset.set_coords(['latitude', 'longitude']) #, 'p', 'phl'])
40
41        return input_dset.swap_dims({'column':'latitude'})# 'half_level':'phl', 'level':'p'})
42
43
44def load_ecRAD(output_srcfile, input_srcfile):
45    """
46    Load an ecRAD output file and merge with inputs.
47    Calculate net fluxes and heating rates, including necessary pressures at full levels and half
48    levels.
49    """
50
51    with xr.open_dataset(output_srcfile) as rad_output, xr.open_dataset(input_srcfile) as ifs_input:
52
53        if 'lat' in ifs_input:
54            ifs_input = ifs_input.rename({'lat':'latitude', 'lon':'longitude'})
55
56        input_dset = rad_output.merge(ifs_input) #, compat='override')
57
58        input_dset['pressure_fl'] = xr.DataArray(
59                input_dset.pressure_hl[:,:-1] + 0.5*input_dset.pressure_hl.diff('half_level'),
60                coords={'column':input_dset.column, 'level':input_dset.level},
61                dims=['column', 'level']
62            )
63
64        #input_dset['p'] = input_dset.pressure_fl.median('column')
65        #input_dset['phl'] = input_dset.pressure_hl.median('column')
66
67        input_dset = input_dset.set_coords(['latitude', 'longitude']) #, 'p', 'phl'])
68
69        input_dset['cloud_radiative_effect_lw'] = (
70                (input_dset.flux_dn_lw - input_dset.flux_dn_lw_clear) -\
71                (input_dset.flux_up_lw - input_dset.flux_up_lw_clear)
72            )
73        input_dset['cloud_radiative_effect_sw'] = (
74                (input_dset.flux_dn_sw - input_dset.flux_dn_sw_clear) -\
75                (input_dset.flux_up_sw - input_dset.flux_up_sw_clear)
76            )
77        input_dset['flux_net_lw'] = input_dset.flux_dn_lw - input_dset.flux_up_lw
78        input_dset['flux_net_sw'] = input_dset.flux_dn_sw - input_dset.flux_up_sw
79
80        input_dset['flux_net_lw_clear'] = input_dset.flux_dn_lw_clear - input_dset.flux_up_lw_clear
81        input_dset['flux_net_sw_clear'] = input_dset.flux_dn_sw_clear - input_dset.flux_up_sw_clear
82
83        c_factor = 24*3600*(9.81/1004.)
84        input_dset['heating_rate_lw'] = (-1*c_factor*input_dset.flux_net_lw.diff('half_level')\
85                /input_dset.pressure_hl.diff('half_level')).rename({'half_level':'level'})
86        input_dset['heating_rate_sw'] = (-1*c_factor*input_dset.flux_net_sw.diff('half_level')\
87                /input_dset.pressure_hl.diff('half_level')).rename({'half_level':'level'})
88
89        input_dset['heating_rate_lw_clear'] = \
90                (-1*c_factor*input_dset.flux_net_lw_clear.diff('half_level')\
91                /input_dset.pressure_hl.diff('half_level')).rename({'half_level':'level'})
92        input_dset['heating_rate_sw_clear'] = \
93                (-1*c_factor*input_dset.flux_net_sw_clear.diff('half_level')\
94                /input_dset.pressure_hl.diff('half_level')).rename({'half_level':'level'})
95
96        return input_dset.swap_dims({'column':'latitude'}) # 'half_level':'phl', 'level':'p'})
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.