source: lmdz_wrf/trunk/tools/module_ForInterpolate.f90 @ 2831

Last change on this file since 2831 was 1812, checked in by lfita, 7 years ago

Fixing right interpolation!

File size: 64.4 KB
Line 
1! Module to interpolate values from a giving projection and pressure interpolation
2! To be included in a python
3! Follow compilation instructions from Makefile
4! Content
5!  LlInterpolateProjection: Subroutine which provides the indices for a given interpolation of a projection
6!  var2D_IntProj: Subroutine to interpolate a 2D variable
7!  var3D_IntProj: Subroutine to interpolate a 3D variable
8!  var4D_IntProj: Subroutine to interpolate a 4D variable
9!  var5D_IntProj: Subroutine to interpolate a 5D variable
10MODULE module_ForInterpolate
11
12  USE module_definitions
13  USE module_generic
14
15  CONTAINS
16
17SUBROUTINE CoarselonlatFind(dx, dy, ilon, ilat, nxlon, nxlat, fraclon, fraclat, lonv, latv, per,      &
18  Nperx, Npery, ilonlat, mindiffLl)
19! Function to search a given value from a coarser version of the data
20
21  IMPLICIT NONE
22
23!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
24  INTEGER, INTENT(in)                                    :: dx, dy
25  REAL(r_k), DIMENSION(dx,dy), INTENT(in)                :: ilon, ilat
26  REAL(r_k), DIMENSION(Nperx,Npery), INTENT(in)          :: fraclon, fraclat
27  REAL(r_k), INTENT(in)                                  :: lonv, latv, per
28  REAL(r_k), DIMENSION(2), INTENT(in)                    :: nxlon, nxlat
29  INTEGER, INTENT(in)                                    :: Nperx, Npery
30  INTEGER, DIMENSION(2), INTENT(out)                     :: ilonlat
31  REAL(r_k), INTENT(out)                                 :: mindiffLl
32! Local
33  REAL(r_k), DIMENSION(Nperx,Npery)                      :: difffraclonlat
34  REAL(r_k)                                              :: mindifffracLl
35  INTEGER, DIMENSION(2)                                  :: ilonlatfrac
36  INTEGER                                                :: ixbeg, ixend, iybeg, iyend
37  INTEGER                                                :: fracx, fracy
38  REAL(r_k)                                              :: fraclonv, fraclatv
39  REAL(r_k), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                 :: difflonlat, lon, lat
40 
41! Variables
42! ilon, ilat: original 2D matrices with the longitudes and the latitudes
43! lonv, latv: longitude and latitude to find
44! nxlon, nxlat: minimum and maximum longitude and latitude of the target lon,lat
45! per: fraction of the whole domain (as percentage)
46! Nper[x/y]: period (as fraction over 1) of the fractions of the original grid to use to explore
47! fraclon, fraclat: longitude and latitude fractional matricies to perform the first guess
48
49  fname = 'CoarselonlatFind'
50
51  IF (lonv < nxlon(1) .OR. lonv > nxlon(2)) THEN
52    PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
53    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': longitude outside data range!!'
54    PRINT *,'    given value:', lonv,' outside (',nxlon(1),' ,',nxlon(2),' )'
55    STOP
56  END IF
57  IF (latv < nxlat(1) .OR. latv > nxlat(2)) THEN
58    PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
59    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': latitude outside data range!!'
60    PRINT *,'    given value:', latv,' outside (',nxlat(1),' ,',nxlat(2),' )'
61    STOP
62  END IF
63
64! Initializing variables
65  ixbeg = 0
66  ixend = 0
67  iybeg = 0
68  iyend = 0
69
70  fracx = int(dx*per)
71  fracy = int(dy*per)
72
73!  PRINT *,'fraclon _______'
74!  PRINT *,fraclon
75
76!  PRINT *,'fraclat _______'
77!  PRINT *,fraclat
78
79! Fraction point
80  difffraclonlat = SQRT((fraclon-lonv)**2. + (fraclat-latv)**2.)
81  mindifffracLl = MINVAL(difffraclonlat)
82  ilonlatfrac = index2DArrayR(difffraclonlat, Nperx, Npery, mindifffracLl)
83
84!  PRINT *, 'mindifffracLl:', mindifffracLl, ' ilonlatfrac:', ilonlatfrac
85!  PRINT *, 'frac lon, lat:', fraclon(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2)), ' ,',                            &
86!    fraclat(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2))
87!  PRINT *, 'values lon, lat:', lonv, latv
88     
89! Providing fraction range
90  fraclonv = fraclon(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2))
91  fraclatv = fraclat(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2))
92
93  IF (fraclonv >= lonv .AND. fraclatv >= latv) THEN
94    IF (ilonlatfrac(1) > 0) THEN
95      ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
96      ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
97    ELSE
98      ixbeg = 0
99      ixend = fracx+1
100    END IF
101    IF (ilonlatfrac(2) > 0) THEN
102      iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
103      iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
104    ELSE
105      iybeg = 0
106      iyend = fracy+1
107    END IF
108  ELSE IF (fraclonv < lonv .AND. fraclatv >= latv) THEN
109    IF (ilonlatfrac(1) < Nperx) THEN
110      IF (ilonlatfrac(1) /= 0) THEN
111        ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
112        ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
113      ELSE
114        ixbeg = 0
115        ixend = fracx+1
116      END IF
117    ELSE
118      ixbeg = Nperx*fracx
119      ixend = dx+1
120    END IF
121    IF (ilonlatfrac(2) > 0) THEN
122      iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
123      iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
124    ELSE
125      iybeg = 0
126      iyend = fracy+1
127    END IF   
128  ELSE IF (fraclonv < lonv .AND. fraclatv < latv) THEN
129    IF (ilonlatfrac(1) < Nperx) THEN
130      IF (ilonlatfrac(1) /= 0) THEN
131        ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
132        ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
133      ELSE
134        ixbeg = 0
135        ixend = fracx+1
136      END IF
137    ELSE
138      ixbeg = Nperx*fracx
139      ixend = dx+1
140    ENDIF
141    IF (ilonlatfrac(2) < Npery) THEN
142      IF (ilonlatfrac(2) /= 0) THEN
143        iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
144        iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
145      ELSE
146        iybeg = 0
147        iyend = fracy+1
148      END IF
149    ELSE
150      iybeg = Npery*fracy
151      iyend = dy+1
152    END IF
153  ELSE IF (fraclonv >= lonv .AND. fraclatv < latv) THEN
154    IF (ilonlatfrac(1) > 0) THEN
155      ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
156      ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
157    ELSE
158      ixbeg = 0
159      ixend = fracx+1
160    END IF
161    IF (ilonlatfrac(2) < Npery) THEN
162      IF (ilonlatfrac(2) /= 0) THEN
163        iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
164        iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
165      ELSE
166        iybeg = 0
167        iyend = fracy+1
168      END IF
169    ELSE
170      iybeg = Npery*fracy
171      iyend = dy+1
172    END IF
173  END IF
174
175  IF (ALLOCATED(lon)) DEALLOCATE(lon)
176  ALLOCATE(lon(ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1))
177  IF (ALLOCATED(lat)) DEALLOCATE(lat)
178  ALLOCATE(lat(ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1))
179  IF (ALLOCATED(difflonlat)) DEALLOCATE(difflonlat)
180  ALLOCATE(difflonlat(ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1))
181
182  lon = ilon(ixbeg:ixend,iybeg:iyend)
183  lat = ilat(ixbeg:ixend,iybeg:iyend)
184
185!  print *,'lon _______'
186!  print *,lon
187!  print *,'lat _______'
188!  print *,lat
189
190! Find point
191  difflonlat = SQRT((lon-lonv)**2. + (lat-latv)**2.)
192  mindiffLl = MINVAL(difflonlat)
193  ilonlat = index2DArrayR(difflonlat, ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1, mindiffLl)
194
195  ilonlat(1) = ilonlat(1) + ixbeg
196  ilonlat(2) = ilonlat(2) + iybeg
197
198!  PRINT *,'mindiffLl:', mindiffLl, ' ilatlon:', ilatlon
199!  PRINT *,'lon, lat:', lon(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' ,', lat(ilonlat(1),ilonlat(2))
200
201  RETURN
202
203END SUBROUTINE CoarselonlatFind
204
205SUBROUTINE CoarselonlatFindExact(dx, dy, ilon, ilat, nxlon, nxlat, fracx, fracy, fraclon, fraclat,    &
206  iv, lonv, latv, per, Nperx, Npery, mindiff, ilonlat, mindiffLl)
207! Function to search a given value from a coarser version of the data
208
209  IMPLICIT NONE
210
211!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
212  INTEGER, INTENT(in)                                    :: dx, dy, iv
213  REAL(r_k), DIMENSION(dx,dy), INTENT(in)                :: ilon, ilat
214  INTEGER, INTENT(in)                                    :: fracx, fracy
215  REAL(r_k), DIMENSION(Nperx,Npery), INTENT(in)          :: fraclon, fraclat
216  REAL(r_k), INTENT(in)                                  :: lonv, latv, per, mindiff
217  REAL(r_k), DIMENSION(2), INTENT(in)                    :: nxlon, nxlat
218  INTEGER, INTENT(in)                                    :: Nperx, Npery
219  INTEGER, DIMENSION(2), INTENT(out)                     :: ilonlat
220  REAL(r_k), INTENT(out)                                 :: mindiffLl
221! Local
222  INTEGER                                                :: i
223  REAL(r_k), DIMENSION(Nperx,Npery)                      :: difffraclonlat
224  REAL(r_k)                                              :: mindifffracLl
225  INTEGER, DIMENSION(2)                                  :: ilonlatfrac
226  INTEGER                                                :: ixbeg, ixend, iybeg, iyend
227  REAL(r_k)                                              :: fraclonv, fraclatv
228  REAL(r_k), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                 :: difflonlat, lon, lat
229 
230! Variables
231! ilon, ilat: original 2D matrices with the longitudes and the latitudes
232! lonv, latv: longitude and latitude to find
233! iv: point in the input data
234! nxlon, nxlat: minimum and maximum longitude and latitude of the target lon,lat
235! per: fraction of the whole domain (as percentage)
236! Nper[x/y]: period (as fraction over 1) of the fractions of the original grid to use to explore
237! frac[x/y]: Number of grid points for each fraction
238! fraclon, fraclat: longitude and latitude fractional matricies to perform the first guess
239! mindiff: authorized minimal distance between input and interpolated point
240! ilonlat: grid point on the total lon,lat matrix
241! mindiffLl: distance between input and interpolated point
242
243  fname = 'CoarselonlatFindExact'
244
245  IF (lonv < nxlon(1) .OR. lonv > nxlon(2)) THEN
246    PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
247    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': longitude outside data range!!'
248    PRINT *,'    given value:', lonv,' outside (',nxlon(1),' ,',nxlon(2),' )'
249    STOP
250  END IF
251  IF (latv < nxlat(1) .OR. latv > nxlat(2)) THEN
252    PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
253    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': latitude outside data range!!'
254    PRINT *,'    given value:', latv,' outside (',nxlat(1),' ,',nxlat(2),' )'
255    STOP
256  END IF
257
258! Initializing variables
259  ixbeg = 0
260  ixend = 0
261  iybeg = 0
262  iyend = 0
263
264! Fraction point
265  difffraclonlat = SQRT((fraclon-lonv)**2. + (fraclat-latv)**2.)
266  mindifffracLl = MINVAL(difffraclonlat)
267  ilonlatfrac = index2DArrayR(difffraclonlat, Nperx, Npery, mindifffracLl)
268
269!  PRINT *, 'mindifffracLl:', mindifffracLl, ' ilonlatfrac:', ilonlatfrac
270!  PRINT *, 'frac lon, lat:', fraclon(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2)), ' ,',                            &
271!    fraclat(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2))
272!  PRINT *, 'values lon, lat:', lonv, latv
273     
274! Providing fraction range
275  fraclonv = fraclon(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2))
276  fraclatv = fraclat(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2))
277
278  IF (fraclonv >= lonv .AND. fraclatv >= latv) THEN
279    PRINT *,'Lluis!',fraclonv, '>=', lonv,'&', fraclatv, '>=', latv
280    IF (ilonlatfrac(1) > 1) THEN
281      ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
282      ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
283    ELSE
284      PRINT *,'Lluis 2'
285      ixbeg = 1
286      ixend = fracx+1
287    END IF
288    IF (ilonlatfrac(2) > 1) THEN
289      iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
290      iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
291    ELSE
292      iybeg = 1
293      iyend = fracy+1
294    END IF
295  ELSE IF (fraclonv < lonv .AND. fraclatv >= latv) THEN
296    PRINT *,'Lluis!',fraclonv, '<', lonv,'&', fraclatv, '>=', latv
297    IF (ilonlatfrac(1) < Nperx) THEN
298      PRINT *,'Lluis 2'
299      IF (ilonlatfrac(1) /= 1) THEN
300        ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
301        ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
302      ELSE
303        ixbeg = 1
304        ixend = fracx+1
305      END IF
306    ELSE
307      ixbeg = Nperx*fracx
308      ixend = dx+1
309    END IF
310    IF (ilonlatfrac(2) > 1) THEN
311      iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
312      iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
313    ELSE
314      iybeg = 1
315      iyend = fracy+1
316    END IF   
317  ELSE IF (fraclonv < lonv .AND. fraclatv < latv) THEN
318    PRINT *,'Lluis!',fraclonv, '<', lonv,'&', fraclatv, '<', latv
319    IF (ilonlatfrac(1) < Nperx) THEN
320      IF (ilonlatfrac(1) /= 1) THEN
321        ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
322        ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
323      ELSE
324        ixbeg = 1
325        ixend = fracx+1
326      END IF
327    ELSE
328      ixbeg = Nperx*fracx
329      ixend = dx+1
330    ENDIF
331    IF (ilonlatfrac(2) < Npery) THEN
332      IF (ilonlatfrac(2) /= 1) THEN
333        iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
334        iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
335      ELSE
336        iybeg = 1
337        iyend = fracy+1
338      END IF
339    ELSE
340      iybeg = Npery*fracy
341      iyend = dy+1
342    END IF
343  ELSE IF (fraclonv >= lonv .AND. fraclatv < latv) THEN
344    PRINT *,'Llui!',fraclonv, '>=', lonv,'&', fraclatv, '<', latv
345    IF (ilonlatfrac(1) > 1) THEN
346      ixbeg = (ilonlatfrac(1)-1)*fracx
347      ixend = ilonlatfrac(1)*fracx+1
348    ELSE
349      ixbeg = 1
350      ixend = fracx+1
351    END IF
352    IF (ilonlatfrac(2) < Npery) THEN
353      IF (ilonlatfrac(2) /= 1) THEN
354        iybeg = (ilonlatfrac(2)-1)*fracy
355        iyend = ilonlatfrac(2)*fracy+1
356      ELSE
357        iybeg = 1
358        iyend = fracy+1
359      END IF
360    ELSE
361      iybeg = Npery*fracy
362      iyend = dy+1
363    END IF
364  END IF
365
366  IF (ALLOCATED(lon)) DEALLOCATE(lon)
367  ALLOCATE(lon(ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1))
368  IF (ALLOCATED(lat)) DEALLOCATE(lat)
369  ALLOCATE(lat(ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1))
370  IF (ALLOCATED(difflonlat)) DEALLOCATE(difflonlat)
371  ALLOCATE(difflonlat(ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1))
372
373  lon = ilon(ixbeg:ixend,iybeg:iyend)
374  lat = ilat(ixbeg:ixend,iybeg:iyend)
375
376!  print *,'lon _______'
377!  print *,lon
378!  print *,'lat _______'
379!  print *,lat
380
381! Find point
382  difflonlat = SQRT((lon-lonv)**2. + (lat-latv)**2.)
383  mindiffLl = MINVAL(difflonlat)
384
385  IF (mindiffLl > mindiff) THEN
386    difflonlat = SQRT((lon-lonv)**2. + (lat-latv)**2.)
387    mindiffLl = MINVAL(difflonlat)
388  END IF
389
390  IF (mindiffLl > mindiff) THEN
391    PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
392    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': not equivalent point closer than:',mindiff,' found!!'
393    PRINT *,'    at input point iv:', iv,' lon/lat:', lonv,', ',latv,' distance:',mindiffLl
394    PRINT *,'    Fraction values _______ (',Nperx,', ',Npery ,')'
395    PRINT *,'      fraclon'
396    DO i=1, Nperx
397      PRINT *,'      ',fraclon(i,:)
398    END DO
399    PRINT *,'      fraclat'
400    DO i=1, Nperx
401      PRINT *,'      ',fraclat(i,:)
402    END DO
403    PRINT *,'      frac lon, lat:', fraclon(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2)), ' ,',                     &
404     fraclat(ilonlatfrac(1),ilonlatfrac(2))
405    PRINT *,'      mindifffracLl:', mindifffracLl, ' ilonlatfrac:', ilonlatfrac
406    PRINT *,'    Coarse values _______'
407    PRINT *,'      indices. x:', ixbeg, ', ', ixend, ' y:', iybeg, ', ', iyend
408    PRINT *,'      lon range:', '(',ilon(ixbeg,iybeg),', ',ilon(ixend,iyend),')'
409    PRINT *,'      lat range:', '(',ilat(ixbeg,iybeg),', ',ilat(ixend,iyend),')'
410    PRINT *,'      lon', UBOUND(lon)
411    DO i=1, ixend-ixbeg+1
412      PRINT *,'      ',lon(i,:)
413    END DO
414    PRINT *,'      lat', UBOUND(lat)
415    DO i=1, ixend-ixbeg+1
416      PRINT *,'      ',lat(i,:)
417    END DO
418    STOP
419  END IF
420
421  ilonlat = index2DArrayR(difflonlat, ixend-ixbeg+1, iyend-iybeg+1, mindiffLl)
422
423  ilonlat(1) = ilonlat(1) + ixbeg
424  ilonlat(2) = ilonlat(2) + iybeg
425
426!  PRINT *,'mindiffLl:', mindiffLl, ' ilatlon:', ilatlon
427!  PRINT *,'lon, lat:', lon(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' ,', lat(ilonlat(1),ilonlat(2))
428
429  RETURN
430
431END SUBROUTINE CoarselonlatFindExact
432
433SUBROUTINE lonlatFind(dx, dy, ilon, ilat, nxlon, nxlat, lonv, latv, ilonlat, mindiffLl)
434! Function to search a given value from a coarser version of the data
435
436  IMPLICIT NONE
437
438!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
439  INTEGER, INTENT(in)                                    :: dx, dy
440  REAL(r_k), DIMENSION(dx,dy), INTENT(in)                :: ilon, ilat
441  REAL(r_k), INTENT(in)                                  :: lonv, latv
442  REAL(r_k), DIMENSION(2), INTENT(in)                    :: nxlon, nxlat
443  INTEGER, DIMENSION(2), INTENT(out)                     :: ilonlat
444  REAL(r_k), INTENT(out)                                 :: mindiffLl
445! Local
446  REAL(r_k), DIMENSION(dx,dy)                            :: difflonlat
447 
448! Variables
449! ilon, ilat: original 2D matrices with the longitudes and the latitudes
450! lonv, latv: longitude and latitude to find
451! nxlon, nxlat: minimum and maximum longitude and latitude of the target lon,lat
452
453  fname = 'lonlatFind'
454
455  IF (lonv < nxlon(1) .OR. lonv > nxlon(2)) THEN
456    PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
457    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': longitude outside data range!!'
458    PRINT *,'    given value:', lonv,' outside (',nxlon(1),' ,',nxlon(2),' )'
459    STOP
460  END IF
461  IF (latv < nxlat(1) .OR. latv > nxlat(2)) THEN
462    PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
463    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': latitude outside data range!!'
464    PRINT *,'    given value:', latv,' outside (',nxlat(1),' ,',nxlat(2),' )'
465    STOP
466  END IF
467
468! Find point
469  difflonlat = SQRT((ilon-lonv)**2. + (ilat-latv)**2.)
470  mindiffLl = MINVAL(difflonlat)
471  ilonlat = index2DArrayR(difflonlat, dx, dy, mindiffLl)
472
473!  PRINT *,'mindiffLl:', mindiffLl, ' ilatlon:', ilatlon
474!  PRINT *,'lon, lat:', lon(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' ,', lat(ilonlat(1),ilonlat(2))
475
476  RETURN
477
478END SUBROUTINE lonlatFind
479
480SUBROUTINE CoarseInterpolate(projlon, projlat, lonvs, latvs, percen, mindiff, inpt, ilonlat,          &
481  mindiffLl, dimx, dimy, Ninpts)
482! Subroutine which finds the closest grid point within a projection throughout a first guest
483!   approche from percentages of the whole domain
484
485  IMPLICIT NONE
486
487!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
488  INTEGER, INTENT(in)                                    :: dimx, dimy
489  REAL(r_k), DIMENSION(dimx,dimy), INTENT(in)            :: projlon, projlat
490  INTEGER, INTENT(in)                                    :: Ninpts
491  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(in)               :: inpt, lonvs, latvs
492  REAL(r_k), INTENT(in)                                  :: mindiff, percen
493  INTEGER, DIMENSION(Ninpts,2), INTENT(out)              :: ilonlat
494  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(out)              :: mindiffLl
495
496! Local
497  INTEGER                                                :: iv,i,j
498  INTEGER                                                :: ierr
499  INTEGER                                                :: Ninpts1
500  REAL(r_k), DIMENSION(2)                                :: extremelon, extremelat
501  REAL(r_k), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                 :: fractionlon, fractionlat
502  INTEGER                                                :: dfracdx, dfracdy, fracdx, fracdy
503
504!!!!!!! Variables
505! dimx, dimy: dimension length of the target interpolation
506! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target interpolation
507! Ninpts: number of points to interpolate
508! [lon/lat]vs: longitudes and latitudes of the points to interpolate
509! mindiff: minimal accepted distance to the target point
510! percen: size (as percentage of the total domain) of the first guess portions to provide the first gues
511! inpt: whether the point has already been localized (1) or not (0)
512! ilonlat: Longitude and Latitude of the input points
513! mindiffLl: minimum difference between target and source longitude/latitude (in degrees)
514
515  fname = 'CoarseInterpolate'
516  Ninpts1 = Ninpts/100
517
518  extremelon = (/ MINVAL(projlon), MAXVAL(projlon) /)
519  extremelat = (/ MINVAL(projlat), MAXVAL(projlat) /)
520
521  PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //' total space:', dimx, ', ', dimy, ' %', percen
522
523  dfracdx = INT(1./percen+1)
524  dfracdy = INT(1./percen+1)
525  fracdx = INT(dimx*percen)
526  fracdy = INT(dimy*percen)
527  PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //' fraction:', dfracdx, ', ', dfracdy, ' freq:', fracdx,', ',fracdy
528
529  IF (ALLOCATED(fractionlon)) DEALLOCATE(fractionlon)
530  ALLOCATE(fractionlon(dfracdx, dfracdy), STAT=ierr)
531  IF (ierr /= 0) THEN
532    PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
533    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //": problem allocating 'fractionlon' !!"
534    STOP
535  END IF
536  IF (ALLOCATED(fractionlat)) DEALLOCATE(fractionlat)
537  ALLOCATE(fractionlat(dfracdx, dfracdy), STAT=ierr)
538  IF (ierr /= 0) THEN
539    PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
540    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //": problem allocating 'fractionlat' !!"
541    STOP
542  END IF
543
544  DO i=1,dfracdx
545    DO j=1,dfracdy
546      fractionlon(i,j) = projlon(fracdx*(i-1)+1,fracdy*(j-1)+1)
547      fractionlat(i,j) = projlat(fracdx*(i-1)+1,fracdy*(j-1)+1)
548!      PRINT *,'i,j:',i,', ',j,' frac ij:',fracdx*(i-1),', ',fracdy*(j-1),' lonlat:', fractionlon(i,j),&
549!        ', ',fractionlat(i,j)
550    END DO
551  END DO
552
553!  PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ' fractions of:'
554!  PRINT *,' lon _______ (',dfracdx,', ',dfracdy,')'
555!  DO i=1,dfracdx
556!    PRINT *,fractionlon(i,:)
557!  END DO
558!  PRINT *,' lat_______'
559!  DO i=1,dfracdx
560!    PRINT *,fractionlat(i,:)
561!  END DO
562
563  DO iv=1,Ninpts
564    IF (inpt(iv) == 0) THEN
565      CALL CoarselonlatFind(dimx, dimy, projlon, projlat, extremelon, extremelat, fractionlon,        &
566        fractionlat, lonvs(iv), latvs(iv), percen, dfracdx, dfracdy, ilonlat(iv,:), mindiffLl(iv))
567
568      IF ((mindiffLl(iv) <= mindiff) .AND. .NOT.(ilonlat(iv,1) >= 0 .AND. ilonlat(iv,1) >= 0)) THEN
569        PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
570        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': point iv:', iv, ' at', lonvs(iv), ' ,', latvs(iv),        &
571          ' not relocated !!'
572        PRINT *,'    mindiffl:', mindiffLl(iv), ' ilon:', ilonlat(iv,1), ' ilat:', ilonlat(iv,2)
573        STOP
574      END IF
575
576    END IF
577  END DO
578
579END SUBROUTINE CoarseInterpolate
580
581SUBROUTINE CoarseInterpolateExact(projlon, projlat, lonvs, latvs, percen, mindiff, ivar, newvar,      &
582  newvarin, newvarinpt, newvarindiff, dimx, dimy, Ninpts)
583! Subroutine which finds the closest grid point within a projection throughout a first guest
584!   and then whole domain approche from percentages of the whole domain
585
586  IMPLICIT NONE
587
588!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
589  INTEGER, INTENT(in)                                    :: dimx, dimy
590  REAL(r_k), DIMENSION(dimx,dimy), INTENT(in)            :: projlon, projlat
591  INTEGER, INTENT(in)                                    :: Ninpts
592  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(in)               :: ivar, lonvs, latvs
593  REAL(r_k), INTENT(in)                                  :: mindiff, percen
594  REAL(r_k), DIMENSION(dimx,dimy), INTENT(out)           :: newvar
595  INTEGER, DIMENSION(dimx,dimy), INTENT(out)             :: newvarin
596  INTEGER, DIMENSION(Ninpts), INTENT(out)                :: newvarinpt
597  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(out)              :: newvarindiff
598
599! Local
600  INTEGER                                                :: iv,i,j
601  INTEGER                                                :: ierr
602  INTEGER, DIMENSION(2)                                  :: ilonlat
603  REAL(r_k)                                              :: mindiffLl
604  INTEGER                                                :: Ninpts1
605  REAL(r_k), DIMENSION(2)                                :: extremelon, extremelat
606  REAL(r_k), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)                 :: fractionlon, fractionlat
607  INTEGER                                                :: dfracdx, dfracdy, fracdx, fracdy
608
609!!!!!!! Variables
610! dimx, dimy: dimension length of the target interpolation
611! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target interpolation
612! Ninpts: number of points to interpolate
613! [lon/lat]vs: longitudes and latitudes of the points to interpolate
614! mindiff: minimal accepted distance to the target point
615! percen: size (as percentage of the total domain) of the first guess portions to provide the first gues
616! ivar: values to localize in the target projection
617! newvar: localisation of the [lon/lat]vs point in the target projection
618! newvarin: number of point from the input data
619! newvarinpt: integer value indicating if the value has been already located (0: no, 1: yes)
620! newvarindiff: distance of point from the input data to the closest target point
621! ncid: netCDF output file id
622
623  fname = 'CoarseInterpolateExact'
624  Ninpts1 = Ninpts/100
625
626  extremelon = (/ MINVAL(projlon), MAXVAL(projlon) /)
627  extremelat = (/ MINVAL(projlat), MAXVAL(projlat) /)
628
629  PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //' total space:', dimx, ', ', dimy, ' %', percen
630
631  dfracdx = INT(1./percen+1)
632  dfracdy = INT(1./percen+1)
633  fracdx = INT(dimx*percen)
634  fracdy = INT(dimy*percen)
635  PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //' fraction:', dfracdx, ', ', dfracdy, ' freq:', fracdx,', ',fracdy
636
637  IF (ALLOCATED(fractionlon)) DEALLOCATE(fractionlon)
638  ALLOCATE(fractionlon(dfracdx, dfracdy), STAT=ierr)
639  IF (ierr /= 0) THEN
640    PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
641    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //": problem allocating 'fractionlon' !!"
642    STOP
643  END IF
644  IF (ALLOCATED(fractionlat)) DEALLOCATE(fractionlat)
645  ALLOCATE(fractionlat(dfracdx, dfracdy), STAT=ierr)
646  IF (ierr /= 0) THEN
647    PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
648    PRINT *,'  ' // TRIM(fname) //": problem allocating 'fractionlat' !!"
649    STOP
650  END IF
651
652  DO i=1,dfracdx
653    DO j=1,dfracdy
654      fractionlon(i,j) = projlon(fracdx*(i-1)+1,fracdy*(j-1)+1)
655      fractionlat(i,j) = projlat(fracdx*(i-1)+1,fracdy*(j-1)+1)
656!      PRINT *,'i,j:',i,', ',j,' frac ij:',fracdx*(i-1),', ',fracdy*(j-1),' lonlat:', fractionlon(i,j),&
657!        ', ',fractionlat(i,j)
658    END DO
659  END DO
660
661!  PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ' fractions of:'
662!  PRINT *,' lon _______ (',dfracdx,', ',dfracdy,')'
663!  DO i=1,dfracdx
664!    PRINT *,fractionlon(i,:)
665!  END DO
666!  PRINT *,' lat_______'
667!  DO i=1,dfracdx
668!    PRINT *,fractionlat(i,:)
669!  END DO
670
671  DO iv=1,Ninpts
672    IF (newvarinpt(iv) == 0) THEN
673      CALL CoarselonlatFindExact(dimx, dimy, projlon, projlat, extremelon, extremelat, fracdx, fracdy,&
674        fractionlon, fractionlat, iv, lonvs(iv), latvs(iv), percen, dfracdx, dfracdy, mindiff,        &
675        ilonlat, mindiffLl)
676
677      IF (mindiffLl >= mindiff) THEN
678!        percendone(iv,Ninpts,0.5,'done:')
679
680        IF (ilonlat(1) >= 0 .AND. ilonlat(1) >= 0) THEN
681          newvar(ilonlat(1),ilonlat(2)) = ivar(iv)
682          newvarin(ilonlat(1),ilonlat(2)) = iv
683          newvarinpt(iv) = 1
684          newvarindiff(iv) = mindiffLl
685!          PRINT *,'Lluis iv:', newvarin(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' localized:', newvarinpt(iv),        &
686!            ' values:', newvar(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' invalues:', ivar(iv), ' mindist:',           &
687!            newvarindiff(iv), ' point:',ilonlat   
688        ELSE
689          PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
690          PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': point iv:', iv, ' at', lonvs(iv), ' ,', latvs(iv),        &
691            ' not relocated !!'
692          PRINT *,'    mindiffl:', mindiffLl, ' ilon:', ilonlat(1), ' ilat:', ilonlat(2)
693          STOP
694        END IF
695
696!        IF (MOD(iv,Ninpts1) == 0) newnc.sync()
697      ELSE
698        PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
699        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': for point #', iv,' lon,lat in incomplet map:', lonvs(iv),   &
700          ' ,', latvs(iv), ' there is not a set of lon,lat in the completed map closer than: ',       &
701          mindiff, ' !!'
702        PRINT *,'    found minimum difference:', mindiffLl
703        STOP
704      END IF
705    END IF
706  END DO
707
708END SUBROUTINE CoarseInterpolateExact
709
710SUBROUTINE LlInterpolateProjection(inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, outLlw, idimx, idimy,   &
711  pdimx, pdimy)
712! Subroutine which provides the indices for a given interpolation of a projection
713
714  IMPLICIT NONE
715
716!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
717  INTEGER, INTENT(in)                                    :: idimx, idimy, pdimx, pdimy
718  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy), INTENT(in)          :: projlon, projlat
719  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy), INTENT(in)          :: inlonv, inlatv
720  CHARACTER(LEN=50), INTENT(in)                          :: intkind
721  REAL(r_k), DIMENSION(3,16,pdimx,pdimy), INTENT(out)    :: outLlw
722
723! Local
724  INTEGER                                                :: i,j,iv, ix, iy
725  REAL(r_k)                                              :: mindiffLl, dist
726  REAL(r_k)                                              :: inclon, inclat, maxdiffprojlonlat,        &
727    maxdiffinlonlat
728  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy)                      :: difflonlat
729  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy)                      :: idifflon, idifflat
730  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy)                      :: difflon, difflat
731  REAL(r_k), DIMENSION(2)                                :: extremelon, extremelat, ipos
732  INTEGER, DIMENSION(2)                                  :: iLl
733
734!!!!!!! Variables
735! idimx, idimy: dimension length of the input projection
736! pdimx, pdimy: dimension length of the target projection
737! in[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
738! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
739! intkind: kind of interpolation
740!   'npp': nearest neighbourgh
741!   'dis': weighted distance, grid-output for SW, NW, NE, SE
742! outLlw: output interpolation result
743!    for point pi,pj; up to 16 different values of
744!       1st: i-index in input projection
745!       2nd: j-index in input projection
746!       3rd: weight for i-index, j-index to use for ponderation (0<1.)
747  fname = 'LlInterpolateProjection'
748
749  extremelon = (/ MINVAL(projlon), MAXVAL(projlon) /)
750  extremelat = (/ MINVAL(projlat), MAXVAL(projlat) /)
751 
752  ! Maximum distance between grid points in input projection
753  idifflon = 0.
754  idifflat = 0.
755  idifflon(1:idimx-1,:) = inlonv(2:idimx,:)-inlonv(1:idimx-1,:)
756  idifflat(:,1:idimy-1) = inlatv(:,2:idimy)-inlatv(:,1:idimy-1)
757  maxdiffinlonlat = MAXVAL(SQRT(idifflon**2. + idifflat**2.))
758  ! Maximum distance between grid points in target projection
759  difflon = 0.
760  difflat = 0.
761  difflon(1:pdimx-1,:) = projlon(2:pdimx,:)-projlon(1:pdimx-1,:)
762  difflat(:,1:pdimy-1) = projlat(:,2:pdimy)-projlat(:,1:pdimy-1)
763  maxdiffprojlonlat = MAXVAL(SQRT(difflon**2. + difflat**2.))
764
765  IF (maxdiffinlonlat > maxdiffprojlonlat) THEN
766    PRINT *,TRIM(warnmsg)
767    PRINT *,'  ' //TRIM(fname)// '; input resolution: ', maxdiffinlonlat, ' is coarser than target:', &
768      maxdiffprojlonlat, ' !!'
769  END IF
770
771  ! Using case outside loop to be more efficient
772  SELECT CASE(TRIM(intkind))
773    CASE ('dis')
774      inclon = inlonv(2,1) - inlonv(1,1)
775      inclat = inlatv(1,2) - inlatv(1,1)
776
777      DO i=1, pdimx
778        DO j=1, pdimy     
779          ! Find point
780          difflonlat = SQRT((projlon(i,j)-inlonv)**2. + (projlat(i,j)-inlatv)**2.)
781          mindiffLl = MINVAL(difflonlat)
782          IF ( (mindiffLl > maxdiffprojlonlat) .AND. (mindiffLl > maxdiffinlonlat)) THEN
783            outLlw(3,:,i,j) = 0.
784            outLlw(3,:,i,j) = -1.
785          ELSE
786            ! Getting the four surrounding values
787            iLl = index2DArrayR(difflonlat, idimx, idimy, mindiffLl)
788            IF ( (projlon(i,j) < inlonv(iLl(1),iLl(2)) .AND. inclon > 0.) .OR.                          &
789              (projlon(i,j) > inlonv(iLl(1),iLl(2)) .AND. inclon < 0.) ) THEN
790              outLlw(1,1,i,j) = MAX(iLl(1)-1,1)
791              outLlw(1,2,i,j) = MAX(iLl(1)-1,1)
792              outLlw(1,3,i,j) = MIN(iLl(1),idimx)
793              outLlw(1,4,i,j) = MIN(iLl(1),idimx)
794            ELSE
795              outLlw(1,1,i,j) = MAX(iLl(1),1)
796              outLlw(1,2,i,j) = MAX(iLl(1),1)
797              outLlw(1,3,i,j) = MIN(iLl(1)+1,idimx)
798              outLlw(1,4,i,j) = MIN(iLl(1)+1,idimx)
799            END IF
800            IF ( (projlat(i,j) < inlatv(iLl(2),iLl(2)) .AND. inclat > 0.) .OR.                          &
801              (projlat(i,j) > inlatv(iLl(2),iLl(2)) .AND. inclat < 0.) )  THEN
802              outLlw(2,1,i,j) = MAX(iLl(2)-1,1)
803              outLlw(2,2,i,j) = MIN(iLl(2),idimy)
804              outLlw(2,3,i,j) = MIN(iLl(2),idimy)
805              outLlw(2,4,i,j) = MAX(iLl(2)-1,1)
806            ELSE
807              outLlw(2,1,i,j) = MAX(iLl(2),1)
808              outLlw(2,2,i,j) = MIN(iLl(2)+1,idimy)
809              outLlw(2,3,i,j) = MIN(iLl(2)+1,idimy)
810              outLlw(2,4,i,j) = MAX(iLl(2),1)
811            END IF
812            ! Computing distances
813!Keep the print for future checks?
814!            IF (MOD(i+j,200) == 0) THEN
815!              PRINT *,'center point:',i,j,'=', iLl,':',projlon(i,j),projlat(i,j),' incs',inclon,' ,',inclat
816!              PRINT *,'SW:', outLlw(1,1,i,j), outLlw(2,1,i,j),':',inlonv(outLlw(1,1,i,j), outLlw(2,1,i,j)),&
817!                inlatv(outLlw(1,1,i,j), outLlw(2,1,i,j))
818!              PRINT *,'NW:', outLlw(1,2,i,j), outLlw(2,2,i,j),':',inlonv(outLlw(1,2,i,j), outLlw(2,2,i,j)),&
819!                inlatv(outLlw(1,2,i,j), outLlw(2,2,i,j))
820!              PRINT *,'NE:', outLlw(1,3,i,j), outLlw(2,3,i,j),':',inlonv(outLlw(1,3,i,j), outLlw(2,3,i,j)),&
821!                inlatv(outLlw(1,3,i,j), outLlw(2,3,i,j))
822!              PRINT *,'SE:', outLlw(1,4,i,j), outLlw(2,4,i,j),':',inlonv(outLlw(1,4,i,j), outLlw(2,4,i,j)),&
823!                inlatv(outLlw(1,4,i,j), outLlw(2,4,i,j))
824!            END IF
825            DO iv=1,4
826              ix = INT(outLlw(1,iv,i,j))
827              iy = INT(outLlw(2,iv,i,j))
828              dist = SQRT( (projlon(i,j)-inlonv(ix,iy))**2. + (projlat(i,j)-inlatv(ix,iy))**2. )
829              IF ( dist /= 0.) THEN
830                outLlw(3,iv,i,j) = 1./dist
831              ELSE
832                outLlw(3,iv,i,j) = 1.
833              END IF
834!              IF (i+j == 2) PRINT *,'iv:',iv,'dist:',dist,'weight:',outLlw(3,iv,i,j)
835            END DO
836            ! Normalizing
837            outLlw(3,:,i,j) = outLlw(3,:,i,j)/(SUM(outLlw(3,:,i,j)))
838!             IF (i+j == 2) PRINT *,'Normalized weights:',outLlw(3,:,i,j),':',SUM(outLlw(3,:,i,j))
839          END IF
840        END DO
841      END DO
842    CASE ('npp')
843      DO i=1, pdimx
844        DO j=1, pdimy     
845          ! Find point
846          difflonlat = SQRT((projlon(i,j)-inlonv)**2. + (projlat(i,j)-inlatv)**2.)
847          mindiffLl = MINVAL(difflonlat)
848          ipos = index2DArrayR(difflonlat, idimx, idimy, mindiffLl)
849          outLlw(1,1,i,j) = REAL(ipos(1))
850          outLlw(2,1,i,j) = REAL(ipos(2))
851          ! We do not want that values larger that the maximum distance between target grid points
852!          PRINT *,i,j,':',mindiffLl,'maxdiffLl:',maxdiffprojlonlat
853          IF ((mindiffLl .gt. maxdiffprojlonlat) .AND. (mindiffLl > maxdiffinlonlat)) THEN
854!            PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': reprojected minimum distance to nearest grid point:',   &
855!              mindiffLl, ' larger than the maximum distance between grid points in target projection!!'
856            outLlw(3,1,i,j) = -1.
857          ELSE
858            outLlw(3,1,i,j) = 1.
859          END IF
860          ix = INT(outLlw(1,1,i,j))
861          iy = INT(outLlw(2,1,i,j))
862        END DO
863      END DO
864  END SELECT
865
866END SUBROUTINE LlInterpolateProjection
867
868SUBROUTINE var2D_IntProj(var2Din, inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, mask, varout, idimx,     &
869  idimy, pdimx, pdimy)
870! Subroutine to interpolate a 2D variable
871
872  IMPLICIT NONE
873
874  INTEGER, INTENT(in)                                    :: idimx, idimy, pdimx, pdimy
875  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy), INTENT(in)          :: projlon, projlat
876  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy), INTENT(in)          :: inlonv, inlatv
877  CHARACTER(LEN=50), INTENT(in)                          :: intkind
878  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy), INTENT(in)          :: var2Din
879  INTEGER, DIMENSION(idimx,idimy), INTENT(in)            :: mask
880  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy), INTENT(out)         :: varout
881
882! Local
883  INTEGER                                                :: i, j, k, iv, ix, iy
884  REAL(r_k)                                              :: w
885  REAL(r_k), DIMENSION(3,16,pdimx,pdimy)                 :: outLlw
886
887!!!!!!! Variables
888! idimx, idimy: dimension length of the input projection
889! pdimx, pdimy: dimension length of the target projection
890! in[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
891! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
892! intkind: kind of interpolation
893!   'npp': nearest neighbourgh
894!   'dis': weighted distance, grid-output for SW, NW, NE, SE
895! outLlw: output interpolation result
896!    for point pi,pj; up to 16 different values of
897!       1st: i-index in input projection
898!       2nd: j-index in input projection
899!       3rd: weight for i-index, j-index to use for ponderation (0<1.)
900! var2Din: 2D variable to interpolate
901! mask: mask of the intpu values (1: good, 0: none)
902! varout: variable interpolated on the target projection
903  fname = 'var2D_IntProj'
904
905  CALL LlInterpolateProjection(inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, outLlw, idimx, idimy, pdimx,&
906    pdimy)
907
908  SELECT CASE (intkind)
909    CASE('dis')
910      DO i=1, pdimx
911        DO j=1, pdimy
912          IF (outLlw(3,1,i,j) == -1.) THEN
913            varout(i,j) = fillVal64
914          ELSE
915            varout(i,j) = 0.
916            DO iv=1, 4
917              ix = INT(outLlw(1,iv,i,j))
918              iy = INT(outLlw(2,iv,i,j))
919              IF (mask(ix,iy) == 1) THEN
920                w =  outLlw(3,iv,i,j)
921                varout(i,j) = varout(i,j) + w*var2Din(ix,iy)
922              END IF
923            END DO
924          END IF
925        END DO
926      END DO
927    CASE('npp')
928      DO i=1, pdimx
929        DO j=1, pdimy
930          ix = INT(outLlw(1,1,i,j))
931          iy = INT(outLlw(2,1,i,j))
932          IF ( (outLlw(3,1,i,j) == -1.) .OR. (mask(ix,iy) == 0) ) THEN
933            varout(i,j) = fillVal64
934          ELSE
935            varout(i,j) = var2Din(ix,iy)*outLlw(3,1,i,j)
936          END IF
937        END DO
938      END DO
939  END SELECT
940
941END SUBROUTINE var2D_IntProj
942
943
944SUBROUTINE var3D_IntProj(var3Din, inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, mask, varout, idimx,     &
945  idimy, pdimx, pdimy, d3)
946! Subroutine to interpolate a 3D variable
947
948  IMPLICIT NONE
949
950!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
951  INTEGER, INTENT(in)                                    :: idimx, idimy, pdimx, pdimy, d3
952  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy), INTENT(in)          :: projlon, projlat
953  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy), INTENT(in)          :: inlonv, inlatv
954  CHARACTER(LEN=50), INTENT(in)                          :: intkind
955  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy,d3), INTENT(in)       :: var3Din
956  INTEGER, DIMENSION(idimx,idimy,d3), INTENT(in)         :: mask
957  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy,d3), INTENT(out)      :: varout
958
959! Local
960  INTEGER                                                :: i, j, k, iv, ix, iy
961  REAL(r_k)                                              :: w
962  REAL(r_k), DIMENSION(3,16,pdimx,pdimy)                 :: outLlw
963
964!!!!!!! Variables
965! idimx, idimy: dimension length of the input projection
966! pdimx, pdimy: dimension length of the target projection
967! in[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
968! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
969! intkind: kind of interpolation
970!   'npp': nearest neighbourgh
971!   'dis': weighted distance, grid-output for SW, NW, NE, SE
972! outLlw: output interpolation result
973!    for point pi,pj; up to 16 different values of
974!       1st: i-index in input projection
975!       2nd: j-index in input projection
976!       3rd: weight for i-index, j-index to use for ponderation (0<1.)
977! var3Din: 3D variable to interpolate
978! mask: mask of the intpu values (1: good, 0: none)
979! varout: variable interpolated on the target projection
980  fname = 'var3D_IntProj'
981
982  CALL LlInterpolateProjection(inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, outLlw, idimx, idimy, pdimx,&
983    pdimy)
984
985  SELECT CASE (intkind)
986    CASE('dis')
987      DO i=1, pdimx
988        DO j=1, pdimy
989          IF (ALL(outLlw(3,:,i,j) == -1.)) THEN
990            varout(i,j,:) = fillVal64
991          ELSE
992            DO k=1, d3
993              varout(i,j,k) = 0.
994              DO iv=1, 4
995                ix = INT(outLlw(1,iv,i,j))
996                iy = INT(outLlw(2,iv,i,j))
997                IF (mask(ix,iy,k) == 1) THEN
998                  w =  outLlw(3,iv,i,j)
999                  varout(i,j,k) = varout(i,j,k) + w*var3Din(ix,iy,k)
1000                END IF
1001              END DO
1002            END DO
1003          END IF
1004        END DO
1005      END DO
1006    CASE('npp')
1007      DO i=1, pdimx
1008        DO j=1, pdimy
1009          ix = INT(outLlw(1,1,i,j))
1010          iy = INT(outLlw(2,1,i,j))
1011          IF ( (outLlw(3,1,i,j) == -1.) .OR. (mask(ix,iy,1) == 0) ) THEN
1012            varout(i,j,:) = fillVal64
1013          ELSE
1014            DO k=1, d3
1015              varout(i,j,k) = var3Din(ix,iy,k)*outLlw(3,1,i,j)
1016            END DO
1017          END IF
1018        END DO
1019      END DO
1020  END SELECT
1021
1022END SUBROUTINE var3D_IntProj
1023
1024SUBROUTINE var4D_IntProj(var4Din, inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, mask, varout, idimx,     &
1025  idimy, pdimx, pdimy, d3, d4)
1026! Subroutine to interpolate a 4D variable
1027
1028  IMPLICIT NONE
1029
1030!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
1031  INTEGER, INTENT(in)                                    :: idimx, idimy, pdimx, pdimy, d3, d4
1032  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy), INTENT(in)          :: projlon, projlat
1033  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy), INTENT(in)          :: inlonv, inlatv
1034  CHARACTER(LEN=50), INTENT(in)                          :: intkind
1035  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy,d3,d4), INTENT(in)    :: var4Din
1036  INTEGER, DIMENSION(idimx,idimy,d3,d4), INTENT(in)      :: mask
1037  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy,d3,d4), INTENT(out)   :: varout
1038
1039! Local
1040  INTEGER                                                :: i, j, k, l, iv, ix, iy
1041  REAL(r_k)                                              :: w
1042  REAL(r_k), DIMENSION(3,16,pdimx,pdimy)                 :: outLlw
1043
1044!!!!!!! Variables
1045! idimx, idimy: dimension length of the input projection
1046! pdimx, pdimy: dimension length of the target projection
1047! in[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
1048! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
1049! intkind: kind of interpolation
1050!   'npp': nearest neighbourgh
1051!   'dis': weighted distance, grid-output for SW, NW, NE, SE
1052! outLlw: output interpolation result
1053!    for point pi,pj; up to 16 different values of
1054!       1st: i-index in input projection
1055!       2nd: j-index in input projection
1056!       3rd: weight for i-index, j-index to use for ponderation (0<1.)
1057! var4Din: 4D variable to interpolate
1058! mask: mask of the intpu values (1: good, 0: none)
1059! varout: variable interpolated on the target projection
1060  fname = 'var4D_IntProj'
1061
1062  CALL LlInterpolateProjection(inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, outLlw, idimx, idimy, pdimx,&
1063    pdimy)
1064
1065  SELECT CASE (intkind)
1066    CASE('dis')
1067      DO i=1, pdimx
1068        DO j=1, pdimy
1069          IF (ALL(outLlw(3,:,i,j) == -1.)) THEN
1070            varout(i,j,:,:) = fillVal64
1071          ELSE
1072            DO k=1, d3
1073              DO l=1, d4
1074                varout(i,j,k,l) = 0.
1075                DO iv=1, 4
1076                  ix = INT(outLlw(1,iv,i,j))
1077                  iy = INT(outLlw(2,iv,i,j))
1078                  IF (mask(ix,iy,k,l) == 1) THEN
1079                    w =  outLlw(3,iv,i,j)
1080                    varout(i,j,k,l) = varout(i,j,k,l) + w*var4Din(ix,iy,k,l)
1081                  END IF
1082                END DO
1083              END DO
1084            END DO
1085          END IF
1086        END DO
1087      END DO
1088    CASE('npp')
1089      DO i=1, pdimx
1090        DO j=1, pdimy
1091          ix = INT(outLlw(1,1,i,j))
1092          iy = INT(outLlw(2,1,i,j))
1093          IF ( (outLlw(3,1,i,j) == -1.) .OR. (mask(ix,iy,1,1) == 0) ) THEN
1094            varout(i,j,:,:) = fillVal64
1095          ELSE
1096            DO k=1, d3
1097              DO l=1, d4
1098                varout(i,j,k,l) = var4Din(ix,iy,k,l)*outLlw(3,1,i,j)
1099              END DO
1100            END DO
1101          END IF
1102        END DO
1103      END DO
1104  END SELECT
1105
1106END SUBROUTINE var4D_IntProj
1107
1108SUBROUTINE var5D_IntProj(var5Din, inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, mask, varout, idimx,     &
1109  idimy, pdimx, pdimy, d3, d4, d5)
1110! Subroutine to interpolate a 5D variable
1111
1112  IMPLICIT NONE
1113
1114!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
1115  INTEGER, INTENT(in)                                    :: idimx, idimy, pdimx, pdimy, d3, d4, d5
1116  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy), INTENT(in)          :: projlon, projlat
1117  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy), INTENT(in)          :: inlonv, inlatv
1118  CHARACTER(LEN=50), INTENT(in)                          :: intkind
1119  REAL(r_k), DIMENSION(idimx,idimy,d3,d4,d5), INTENT(in) :: var5Din
1120  INTEGER, DIMENSION(idimx,idimy,d3,d4,d5), INTENT(in)   :: mask
1121  REAL(r_k), DIMENSION(pdimx,pdimy,d3,d4,d5), INTENT(out) :: varout
1122
1123! Local
1124  INTEGER                                                :: i, j, k, l, m, iv, ix, iy
1125  REAL(r_k)                                              :: w
1126  REAL(r_k), DIMENSION(3,16,pdimx,pdimy)                 :: outLlw
1127
1128!!!!!!! Variables
1129! idimx, idimy: dimension length of the input projection
1130! pdimx, pdimy: dimension length of the target projection
1131! in[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
1132! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target projection
1133! intkind: kind of interpolation
1134!   'npp': nearest neighbourgh
1135!   'dis': weighted distance, grid-output for SW, NW, NE, SE
1136! outLlw: output interpolation result
1137!    for point pi,pj; up to 16 different values of
1138!       1st: i-index in input projection
1139!       2nd: j-index in input projection
1140!       3rd: weight for i-index, j-index to use for ponderation (0<1.)
1141! var5Din: 5D variable to interpolate
1142! mask: mask of the intpu values (1: good, 0: none)
1143! varout: variable interpolated on the target projection
1144  fname = 'var5D_IntProj'
1145
1146  CALL LlInterpolateProjection(inlonv, inlatv, projlon, projlat, intkind, outLlw, idimx, idimy, pdimx,&
1147    pdimy)
1148
1149  SELECT CASE (intkind)
1150    CASE('dis')
1151      DO i=1, pdimx
1152        DO j=1, pdimy
1153          IF (ALL(outLlw(3,:,i,j) == -1.)) THEN
1154            varout(i,j,:,:,:) = fillVal64
1155          ELSE
1156            DO k=1, d3
1157              DO l=1, d4
1158                DO m=1, d5
1159                  varout(i,j,k,l,m) = 0.
1160                  DO iv=1, 4
1161                    ix = INT(outLlw(1,iv,i,j))
1162                    iy = INT(outLlw(2,iv,i,j))
1163                    IF (mask(ix,iy,k,l,m) == 1) THEN
1164                      w =  outLlw(3,iv,i,j)
1165                      varout(i,j,k,l,m) = varout(i,j,k,l,m) + w*var5Din(ix,iy,k,l,m)
1166                    END IF
1167                  END DO
1168                END DO
1169              END DO
1170            END DO
1171          END IF
1172        END DO
1173      END DO
1174    CASE('npp')
1175      DO i=1, pdimx
1176        DO j=1, pdimy
1177          ix = INT(outLlw(1,1,i,j))
1178          iy = INT(outLlw(2,1,i,j))
1179          IF ( (outLlw(3,1,i,j) == -1.) .OR. (mask(ix,iy,1,1,1) == 0) ) THEN
1180            varout(i,j,:,:,:) = fillVal64
1181          ELSE
1182            DO k=1, d3
1183              DO l=1, d4
1184                DO m=1, d5
1185                  varout(i,j,k,l,m) = var5Din(ix,iy,k,l,m)*outLlw(3,1,i,j)
1186                END DO
1187              END DO
1188            END DO
1189          END IF
1190        END DO
1191      END DO
1192  END SELECT
1193
1194END SUBROUTINE var5D_IntProj
1195
1196SUBROUTINE Interpolate(projlon, projlat, lonvs, latvs, mindiff, inpt, diffs, ilonlat, dimx, dimy,     &
1197  Ninpts)
1198! Subroutine which finds the closest grid point within a projection
1199
1200  IMPLICIT NONE
1201
1202!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
1203  INTEGER, INTENT(in)                                    :: dimx, dimy
1204  REAL(r_k), DIMENSION(dimx,dimy), INTENT(in)            :: projlon, projlat
1205  INTEGER, INTENT(in)                                    :: Ninpts
1206  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(in)               :: lonvs, latvs
1207  REAL(r_k), INTENT(in)                                  :: mindiff
1208  INTEGER, DIMENSION(Ninpts), INTENT(inout)              :: inpt
1209  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(out)              :: diffs
1210  INTEGER, DIMENSION(Ninpts,2), INTENT(out)              :: ilonlat
1211
1212! Local
1213  INTEGER                                                :: iv
1214  REAL(r_k)                                              :: mindiffLl
1215  INTEGER                                                :: Ninpts1
1216  REAL(r_k), DIMENSION(dimx,dimy)                        :: difflonlat
1217  REAL(r_k), DIMENSION(2)                                :: extremelon, extremelat
1218
1219!!!!!!! Variables
1220! dimx, dimy: dimension length of the target interpolation
1221! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target interpolation
1222! Ninpts: number of points to interpolate
1223! [lon/lat]vs: longitudes and latitudes of the points to interpolate
1224! mindiff: minimal accepted distance to the target point
1225! inpt: whether the point has already been localized
1226! diffs: distance of point from the input data to the closest target point
1227! ilonlat: longitude and latitude of the point
1228! ncid: netCDF output file id
1229
1230  fname = 'Interpolate'
1231  Ninpts1 = Ninpts/100
1232
1233  extremelon = (/ MINVAL(projlon), MAXVAL(projlon) /)
1234  extremelat = (/ MINVAL(projlat), MAXVAL(projlat) /)
1235
1236  DO iv=1,Ninpts
1237    IF (inpt(iv) <= 0) THEN
1238! Not using the subroutine, not efficient!
1239!      CALL lonlatFind(dimx, dimy, projlon, projlat, extremelon, extremelat, lonvs(iv), latvs(iv),     &
1240!        ilonlat, mindiffLl)
1241
1242      IF (lonvs(iv) < extremelon(1) .OR. lonvs(iv) > extremelon(2)) THEN
1243        PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1244        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': longitude outside data range!!'
1245        PRINT *,'    given value:', lonvs(iv),' outside (',extremelon(1),' ,',extremelon(2),' )'
1246        STOP
1247      END IF
1248      IF (latvs(iv) < extremelat(1) .OR. latvs(iv) > extremelat(2)) THEN
1249        PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1250        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': latitude outside data range!!'
1251        PRINT *,'    given value:', latvs(iv),' outside (',extremelat(1),' ,',extremelat(2),' )'
1252        STOP
1253      END IF
1254
1255! Find point
1256      difflonlat = SQRT((projlon-lonvs(iv))**2. + (projlat-latvs(iv))**2.)
1257      mindiffLl = MINVAL(difflonlat)
1258      ilonlat(iv,:) = index2DArrayR(difflonlat, dimx, dimy, mindiffLl)
1259
1260      IF (mindiffLl <= mindiff) THEN
1261!        percendone(iv,Ninpts,0.5,'done:')
1262
1263        IF (ilonlat(iv,1) >= 0 .AND. ilonlat(iv,2) >= 0) THEN
1264          diffs(iv) = mindiffLl
1265          inpt(iv) = 1
1266!          PRINT *,'Lluis iv:', newvarin(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' localized:', newvarinpt(iv),        &
1267!            ' values:', newvar(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' invalues:', ivar(iv), ' mindist:',           &
1268!            newvarindiff(iv), ' point:',ilonlat   
1269        ELSE
1270          PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1271          PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': point iv:', iv, ' at', lonvs(iv), ' ,', latvs(iv),        &
1272            ' not relocated !!'
1273          PRINT *,'    mindiffl:', mindiffLl, ' ilon:', ilonlat(iv,1), ' ilat:', ilonlat(iv,2)
1274          STOP
1275        END IF
1276
1277!        IF (MOD(iv,Ninpts1) == 0) newnc.sync()
1278      ELSE
1279! Because doing boxes and Goode is not conitnuos, we should jump this error message
1280        PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1281        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': for point #', iv,' lon,lat in incomplet map:', lonvs(iv),   &
1282          ' ,', latvs(iv), ' there is not a set of lon,lat in the completed map closer than: ',       &
1283          mindiff, ' !!'
1284        PRINT *,'    found minimum difference:', mindiffLl
1285        STOP
1286      END IF
1287    END IF
1288  END DO
1289
1290END SUBROUTINE Interpolate
1291
1292SUBROUTINE Interpolate1DLl(projlon, projlat, lonvs, latvs, mindiff, inpt, diffs, ilonlat, dimx, dimy, &
1293  Ninpts)
1294! Subroutine which finds the closest grid point within a projection with 1D longitudes and latitudes
1295
1296  IMPLICIT NONE
1297
1298!  INTEGER, PARAMETER                                     :: r_k = KIND(1.d0)
1299  INTEGER, INTENT(in)                                    :: dimx, dimy
1300  REAL(r_k), DIMENSION(dimx), INTENT(in)                 :: projlon
1301  REAL(r_k), DIMENSION(dimy), INTENT(in)                 :: projlat
1302  INTEGER, INTENT(in)                                    :: Ninpts
1303  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(in)               :: lonvs, latvs
1304  REAL(r_k), INTENT(in)                                  :: mindiff
1305  INTEGER, DIMENSION(Ninpts), INTENT(inout)              :: inpt
1306  REAL(r_k), DIMENSION(Ninpts), INTENT(out)              :: diffs
1307  INTEGER, DIMENSION(Ninpts,2), INTENT(out)              :: ilonlat
1308
1309! Local
1310  INTEGER                                                :: iv
1311  REAL(r_k)                                              :: mindifflo, mindiffLa, mindiffLl
1312  INTEGER                                                :: Ninpts1
1313  REAL(r_k), DIMENSION(dimx)                             :: difflon
1314  REAL(r_k), DIMENSION(dimy)                             :: difflat
1315  REAL(r_k), DIMENSION(2)                                :: extremelon, extremelat
1316
1317!!!!!!! Variables
1318! dimx, dimy: dimension length of the target interpolation
1319! proj[lon/lat]: longitudes and latitudes of the target interpolation
1320! Ninpts: number of points to interpolate
1321! [lon/lat]vs: longitudes and latitudes of the points to interpolate
1322! mindiff: minimal accepted distance to the target point
1323! inpt: whether the point has already been localized
1324! diffs: distance of point from the input data to the closest target point
1325! ilonlat: longitude and latitude of the point
1326! ncid: netCDF output file id
1327
1328  fname = 'Interpolate1DLl'
1329  Ninpts1 = Ninpts/100
1330
1331  extremelon = (/ MINVAL(projlon), MAXVAL(projlon) /)
1332  extremelat = (/ MINVAL(projlat), MAXVAL(projlat) /)
1333
1334  DO iv=1,Ninpts
1335    IF (inpt(iv) <= 0) THEN
1336! Not using the subroutine, not efficient!
1337!      CALL lonlatFind(dimx, dimy, projlon, projlat, extremelon, extremelat, lonvs(iv), latvs(iv),     &
1338!        ilonlat, mindiffLl)
1339
1340      IF (lonvs(iv) < extremelon(1) .OR. lonvs(iv) > extremelon(2)) THEN
1341        PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1342        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': longitude outside data range!!'
1343        PRINT *,'    given value:', lonvs(iv),' outside (',extremelon(1),' ,',extremelon(2),' )'
1344        STOP
1345      END IF
1346      IF (latvs(iv) < extremelat(1) .OR. latvs(iv) > extremelat(2)) THEN
1347        PRINT *, TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1348        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': latitude outside data range!!'
1349        PRINT *,'    given value:', latvs(iv),' outside (',extremelat(1),' ,',extremelat(2),' )'
1350        STOP
1351      END IF
1352
1353! Find point
1354      difflon = SQRT((projlon-lonvs(iv))**2.)
1355      difflat = SQRT((projlat-latvs(iv))**2.)
1356      mindifflo = MINVAL(difflon)
1357      mindiffLa = MINVAL(difflat)
1358      mindifflL = SQRT(mindifflo*mindifflo + mindiffLa*mindiffLa)
1359      ilonlat(iv,1) = index1DArrayR(difflon, dimx, mindifflo)
1360      ilonlat(iv,2) = index1DArrayR(difflat, dimy, mindiffLa)
1361!      PRINT *,'  Lluis: iv',iv,' lonvs:', lonvs(iv),' latvs:',latvs(iv)
1362!      PRINT *,'  Lluis: mindifflo:', mindifflo,' ilonlat(1):',ilonlat(iv,1)
1363!      PRINT *,'  Lluis: mindiffLa:', mindiffLa,' ilonlat(2):',ilonlat(iv,2)
1364
1365
1366      IF (mindiffLl <= mindiff) THEN
1367!        percendone(iv,Ninpts,0.5,'done:')
1368
1369        IF (ilonlat(iv,1) >= 1 .AND. ilonlat(iv,2) >= 1) THEN
1370          diffs(iv) = mindiffLl
1371          inpt(iv) = 1
1372!          PRINT *,'Lluis iv:', newvarin(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' localized:', newvarinpt(iv),        &
1373!            ' values:', newvar(ilonlat(1),ilonlat(2)), ' invalues:', ivar(iv), ' mindist:',           &
1374!            newvarindiff(iv), ' point:',ilonlat   
1375        ELSE
1376          PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1377          PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': point iv:', iv, ' at', lonvs(iv), ' ,', latvs(iv),        &
1378            ' not relocated !!'
1379          PRINT *,'    mindiffl:', mindiffLl, ' ilon:', ilonlat(iv,1), ' ilat:', ilonlat(iv,2)
1380          STOP
1381        END IF
1382
1383!        IF (MOD(iv,Ninpts1) == 0) newnc.sync()
1384      ELSE
1385! Because doing boxes and Goode is not conitnuos, we should jump this error message
1386        PRINT *,TRIM(ErrWarnMsg('err'))
1387        PRINT *,'  ' // TRIM(fname) // ': for point #', iv,' lon,lat in incomplet map:', lonvs(iv),   &
1388          ' ,', latvs(iv), ' there is not a set of lon,lat in the completed map closer than: ',       &
1389          mindiff, ' !!'
1390        PRINT *,'    found minimum difference:', mindiffLl
1391        STOP
1392      END IF
1393    END IF
1394  END DO
1395
1396END SUBROUTINE Interpolate1DLl
1397
1398
1399 SUBROUTINE interp (data_in, pres_field, interp_levels, psfc, ter, tk, qv, LINLOG, extrapolate,       &
1400                     GEOPT, MISSING, data_out, ix, iy, iz, it, num_metgrid_levels)
1401! Interpolation subroutine from the p_interp.F90 NCAR program
1402!  Program to read wrfout data and interpolate to pressure levels
1403!  The program reads namelist.pinterp
1404!  November 2007 - Cindy Bruyere
1405!
1406     INTEGER, INTENT(IN)                                 :: ix, iy, iz, it
1407     INTEGER, INTENT(IN)                                 :: num_metgrid_levels, LINLOG
1408     REAL(r_k),DIMENSION(ix,iy,iz,it), INTENT(IN)        :: data_in, pres_field, tk, qv
1409     REAL(r_k),DIMENSION(ix,iy,it), INTENT(IN)           :: psfc
1410     REAL(r_k),DIMENSION(ix,iy), INTENT(IN)              :: ter
1411     REAL(r_k),DIMENSION(num_metgrid_levels), INTENT(IN) :: interp_levels
1412     INTEGER, INTENT(IN)                                 :: extrapolate
1413     REAL(r_k),INTENT(IN)                                :: MISSING
1414     LOGICAL, INTENT(IN)                                 :: GEOPT
1415     REAL(r_k),DIMENSION(ix,iy,num_metgrid_levels,it),                                                &
1416       INTENT(OUT)                                       :: data_out
1417
1418! Local
1419     INTEGER                                             :: i, j, itt, k, kk, kin
1420     INTEGER                                             :: kupper
1421     REAL(r_k),DIMENSION(num_metgrid_levels)             :: data_out1D
1422     REAL(r_k),DIMENSION(iz)                             :: data_in1D, pres_field1D
1423     REAL(r_k),DIMENSION(ix, iy, num_metgrid_levels, it) :: N
1424     REAL(r_k)                                           :: sumA, sumN, AVE_geopt
1425     REAL(r_k)                                           :: dp, dpmin, expon
1426     REAL(r_k)                                           :: pbot, ptarget, tbotextrap, tvbotextrap,   &
1427       zbot
1428
1429!!!!!!! Variables
1430! data_out: interpolated field
1431! data_in: field to interpolate
1432! pres_field: pressure field [Pa]
1433! interp_levels: pressure levels to interpolate [hPa]
1434! psfc: surface pressure [Pa]
1435! ter: terrein height [m]
1436! tk: temperature [K]
1437! qv: mositure mizing ratio [kg/kg]
1438! i[x/y/z/t]: size of the matrices
1439! num_metgrid_levels: number of pressure values to interpolate
1440! LINLOG: if abs(linlog)=1 use linear interp in pressure
1441!         if abs(linlog)=2 linear interp in ln(pressure)
1442! extrapolate: whether to set to missing value below/above model ground and top (0), or extrapolate (1)
1443! GEOPT: Wether the file is the geopotential file or not
1444! MISSING: Missing value
1445
1446     N = 1.0
1447
1448     expon=287.04*.0065/9.81
1449
1450     do itt = 1, it
1451        do j = 1, iy
1452        do i = 1, ix
1453           data_in1D(:)    = data_in(i,j,:,itt)
1454           pres_field1D(:) = pres_field(i,j,:,itt)
1455           CALL int1D (data_out1D, data_in1D, pres_field1D, interp_levels, iz, num_metgrid_levels, LINLOG, MISSING)
1456           data_out(i,j,:,itt) = data_out1D(:)
1457        end do
1458        end do
1459     end do
1460
1461
1462     ! Fill in missing values
1463     IF ( extrapolate == 0 ) RETURN       !! no extrapolation - we are out of here
1464
1465     ! First find where about 400 hPa is located
1466     kk = 0
1467     find_kk : do k = 1, num_metgrid_levels
1468        kk = k
1469        if ( interp_levels(k) <= 40000. ) exit find_kk
1470     end do find_kk
1471
1472     
1473     IF ( GEOPT ) THEN     !! geopt is treated different below ground
1474
1475        do itt = 1, it
1476           do k = 1, kk
1477              do j = 1, iy
1478              do i = 1, ix
1479                 IF ( data_out(i,j,k,itt) == MISSING .AND. interp_levels(k) < psfc(i,j,itt) ) THEN
1480
1481!                We are below the first model level, but above the ground
1482
1483                    data_out(i,j,k,itt) = ((interp_levels(k) - pres_field(i,j,1,itt))*ter(i,j)*9.81 +  &
1484                                           (psfc(i,j,itt) - interp_levels(k))*data_in(i,j,1,itt) ) /   &
1485                                          (psfc(i,j,itt) - pres_field(i,j,1,itt))
1486
1487                 ELSEIF ( data_out(i,j,k,itt) == MISSING ) THEN
1488
1489!                We are below both the ground and the lowest data level.
1490
1491!                First, find the model level that is closest to a "target" pressure
1492!                level, where the "target" pressure is delta-p less that the local
1493!                value of a horizontally smoothed surface pressure field.  We use
1494!                delta-p = 150 hPa here. A standard lapse rate temperature profile
1495!                passing through the temperature at this model level will be used
1496!                to define the temperature profile below ground.  This is similar
1497!                to the Benjamin and Miller (1990) method, except that for
1498!                simplicity, they used 700 hPa everywhere for the "target" pressure.
1499!                Code similar to what is implemented in RIP4
1500
1501                    ptarget = (psfc(i,j,itt)*.01) - 150.
1502                    dpmin=1.e4
1503                    kupper = 0
1504                    loop_kIN : do kin=iz,1,-1
1505                       kupper = kin
1506                       dp=abs( (pres_field(i,j,kin,itt)*.01) - ptarget )
1507                       if (dp.gt.dpmin) exit loop_kIN
1508                       dpmin=min(dpmin,dp)
1509                    enddo loop_kIN
1510
1511                    pbot=max(pres_field(i,j,1,itt),psfc(i,j,itt))
1512                    zbot=min(data_in(i,j,1,itt)/9.81,ter(i,j))
1513
1514                    tbotextrap=tk(i,j,kupper,itt)*(pbot/pres_field(i,j,kupper,itt))**expon
1515                    tvbotextrap=virtual(tbotextrap,qv(i,j,1,itt))
1516
1517                    data_out(i,j,k,itt) = (zbot+tvbotextrap/.0065*(1.-(interp_levels(k)/pbot)**expon))*9.81
1518               
1519                 ENDIF
1520              enddo
1521              enddo
1522           enddo
1523        enddo
1524
1525
1526        !!! Code for filling missing data with an average - we don't want to do this
1527        !!do itt = 1, it
1528           !!loop_levels : do k = 1, num_metgrid_levels
1529              !!sumA = SUM(data_out(:,:,k,itt), MASK = data_out(:,:,k,itt) /= MISSING)
1530              !!sumN = SUM(N(:,:,k,itt), MASK = data_out(:,:,k,itt) /= MISSING)
1531              !!IF ( sumN == 0. ) CYCLE loop_levels
1532              !!AVE_geopt = sumA/sumN
1533              !!WHERE ( data_out(:,:,k,itt) == MISSING )
1534                 !!data_out(:,:,k,itt) = AVE_geopt
1535              !!END WHERE
1536           !!end do loop_levels
1537        !!end do
1538
1539     END IF
1540     
1541     !!! All other fields and geopt at higher levels come here
1542     do itt = 1, it
1543        do j = 1, iy
1544        do i = 1, ix
1545          do k = 1, kk
1546             if ( data_out(i,j,k,itt) == MISSING ) data_out(i,j,k,itt) = data_in(i,j,1,itt)
1547          end do
1548          do k = kk+1, num_metgrid_levels
1549             if ( data_out(i,j,k,itt) == MISSING ) data_out(i,j,k,itt) = data_in(i,j,iz,itt)
1550          end do
1551        end do
1552        end do
1553     end do
1554
1555 END SUBROUTINE interp
1556
1557 SUBROUTINE int1D(xxout, xxin, ppin, ppout, npin, npout, LINLOG, MISSING)
1558
1559! Modified from int2p - NCL code
1560! routine to interpolate from one set of pressure levels
1561! .   to another set  using linear or ln(p) interpolation
1562!
1563! NCL: xout = int2p (pin,xin,pout,linlog)
1564! This code was originally written for a specific purpose.
1565! .   Several features were added for incorporation into NCL's
1566! .   function suite including linear extrapolation.
1567!
1568! nomenclature:
1569!
1570! .   ppin   - input pressure levels. The pin can be
1571! .            be in ascending or descending order
1572! .   xxin   - data at corresponding input pressure levels
1573! .   npin   - number of input pressure levels >= 2
1574! .   ppout  - output pressure levels (input by user)
1575! .            same (ascending or descending) order as pin
1576! .   xxout  - data at corresponding output pressure levels
1577! .   npout  - number of output pressure levels
1578! .   linlog - if abs(linlog)=1 use linear interp in pressure
1579! .            if abs(linlog)=2 linear interp in ln(pressure)
1580! .   missing- missing data code.
1581
1582!                                                ! input types
1583      INTEGER                                            :: npin,npout,linlog,ier
1584      REAL(r_k)                                          :: ppin(npin),xxin(npin),ppout(npout)
1585      REAL(r_k)                                          :: MISSING       
1586      logical                                            :: AVERAGE
1587!                                                ! output
1588      REAL(r_k)                                          :: xxout(npout)
1589      INTEGER                                            :: j1,np,nl,nin,nlmax,nplvl
1590      INTEGER                                            :: nlsave,np1,no1,n1,n2,nlstrt
1591      REAL(r_k)                                          :: slope,pa,pb,pc
1592
1593! automatic arrays
1594      REAL(r_k)                                          :: pin(npin),xin(npin),p(npin),x(npin)
1595      REAL(r_k)                                          :: pout(npout),xout(npout)
1596
1597
1598      xxout = MISSING
1599      pout  = ppout
1600      p     = ppin
1601      x     = xxin
1602      nlmax = npin
1603
1604! exact p-level matches
1605      nlstrt = 1
1606      nlsave = 1
1607      do np = 1,npout
1608          xout(np) = MISSING
1609          do nl = nlstrt,nlmax
1610              if (pout(np).eq.p(nl)) then
1611                  xout(np) = x(nl)
1612                  nlsave = nl + 1
1613                  go to 10
1614              end if
1615          end do
1616   10     nlstrt = nlsave
1617      end do
1618
1619      if (LINLOG.eq.1) then
1620          do np = 1,npout
1621              do nl = 1,nlmax - 1
1622                  if (pout(np).lt.p(nl) .and. pout(np).gt.p(nl+1)) then
1623                      slope = (x(nl)-x(nl+1))/ (p(nl)-p(nl+1))
1624                      xout(np) = x(nl+1) + slope* (pout(np)-p(nl+1))
1625                  end if
1626              end do
1627          end do
1628      elseif (LINLOG.eq.2) then
1629          do np = 1,npout
1630              do nl = 1,nlmax - 1
1631                  if (pout(np).lt.p(nl) .and. pout(np).gt.p(nl+1)) then
1632                      pa = log(p(nl))
1633                      pb = log(pout(np))
1634! special case: in case someone inadvertently enter p=0.
1635                      if (p(nl+1).gt.0.d0) then
1636                          pc = log(p(nl+1))
1637                      else
1638                          pc = log(1.d-4)
1639                      end if
1640
1641                      slope = (x(nl)-x(nl+1))/ (pa-pc)
1642                      xout(np) = x(nl+1) + slope* (pb-pc)
1643                  end if
1644              end do
1645          end do
1646      end if
1647
1648
1649! place results in the return array;
1650      xxout = xout
1651
1652 END SUBROUTINE int1D
1653
1654 FUNCTION virtual (tmp,rmix)
1655!      This function returns virtual temperature in K, given temperature
1656!      in K and mixing ratio in kg/kg.
1657
1658     REAL(r_k)                              :: tmp, rmix, virtual
1659
1660     virtual=tmp*(0.622+rmix)/(0.622*(1.+rmix))
1661
1662 END FUNCTION virtual
1663
1664END MODULE module_ForInterpolate
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.