source: trunk/LMDZ.MARS/libf/dynphy_lonlat/phymars/newstart.F @ 3139

Last change on this file since 3139 was 3139, checked in by llange, 12 months ago

Mars PCM
Bug fix in newstart, "perenial_co2ice" has been changed to "perennial_co2ice"
in -r3010 in the PCM without being changed in newstart. It is now corrected.
LL

File size: 76.3 KB
Line 
1C======================================================================
2      PROGRAM newstart
3c=======================================================================
4c
5c
6c   Auteur:   Christophe Hourdin/Francois Forget/Yann Wanherdrick
7c   ------
8c             Derniere modif : 12/03
9c
10c
11c   Objet:  Create or modify the initial state for the LMD Mars GCM
12c   -----           (fichiers NetCDF start et startfi)
13c
14c
15c=======================================================================
16
17      use ioipsl_getincom, only: getin
18      use mod_phys_lmdz_para, only: is_parallel, is_sequential,
19     &                              is_mpi_root, is_omp_root,
20     &                              is_master
21      use infotrac, only: infotrac_init, nqtot, tname
22      use tracer_mod, only: noms, mmol,
23     &                      igcm_dust_number, igcm_dust_mass,
24     &                      igcm_ccn_number, igcm_ccn_mass,
25     &                      igcm_h2o_vap, igcm_h2o_ice, igcm_co2,
26     &                      igcm_hdo_vap, igcm_hdo_ice,
27     &                      igcm_n2, igcm_ar, igcm_o2, igcm_co,
28     &                      igcm_o, igcm_h2
29      use surfdat_h, only: phisfi, z0, zmea, zstd, zsig, zgam, zthe,
30     &                     albedodat, z0_default, qsurf, tsurf,
31     &                     emis, hmons, summit, base, watercap,
32     &               ini_surfdat_h_slope_var,end_surfdat_h_slope_var,
33     &               perennial_co2ice
34      use comsoil_h, only: inertiedat, inertiesoil,layer, mlayer,
35     & nsoilmx,tsoil,ini_comsoil_h_slope_var, end_comsoil_h_slope_var,
36     & flux_geo,qsoil,nqsoil
37      use control_mod, only: day_step, iphysiq, anneeref, planet_type
38      use geometry_mod, only: longitude,latitude,cell_area
39      use lect_start_archive_mod, only: lect_start_archive
40      use phyetat0_mod, only: phyetat0
41      use phyredem, only: physdem0, physdem1
42      use iostart, only: open_startphy
43      use dimradmars_mod, only: albedo,
44     & ini_dimradmars_mod_slope_var,end_dimradmars_mod_slope_var
45      use dust_param_mod, only: tauscaling
46      use turb_mod, only: q2, wstar
47      use filtreg_mod, only: inifilr
48      USE mod_const_mpi, ONLY: COMM_LMDZ
49      USE comvert_mod, ONLY: ap,bp,pa,preff
50      USE comconst_mod, ONLY: lllm,daysec,dtphys,dtvr,
51     .                  cpp,kappa,rad,omeg,g,r,pi
52      USE serre_mod, ONLY: alphax
53      USE temps_mod, ONLY: day_ini,hour_ini
54      USE ener_mod, ONLY: etot0,ptot0,ztot0,stot0,ang0
55      USE iniphysiq_mod, ONLY: iniphysiq
56      USE exner_hyb_m, ONLY: exner_hyb
57      USE inichim_newstart_mod, ONLY: inichim_newstart
58      use comslope_mod, ONLY: nslope,def_slope,def_slope_mean,
59     &             subslope_dist,end_comslope_h,ini_comslope_h
60      USE subslope_mola_mod, ONLY: subslope_mola
61     
62      implicit none
63
64      include "dimensions.h"
65      integer, parameter :: ngridmx = (2+(jjm-1)*iim - 1/jjm)
66      include "paramet.h"
67      include "comgeom2.h"
68      include "comdissnew.h"
69      include "clesph0.h"
70      include "netcdf.inc"
71c=======================================================================
72c   Declarations
73c=======================================================================
74
75c Variables dimension du fichier "start_archive"
76c------------------------------------
77      CHARACTER relief*3
78
79c et autres:
80c----------
81
82c Variables pour les lectures NetCDF des fichiers "start_archive"
83c--------------------------------------------------
84      INTEGER nid_dyn, nid_fi,nid,nvarid
85      INTEGER tab0
86
87      REAL  date
88      REAL p_rad,p_omeg,p_g,p_mugaz,p_daysec
89
90c Variable histoire
91c------------------
92      REAL vcov(iip1,jjm,llm),ucov(iip1,jjp1,llm) ! vents covariants
93      REAL phis(iip1,jjp1)
94      REAL,ALLOCATABLE :: q(:,:,:,:)               ! champs advectes
95
96c autre variables dynamique nouvelle grille
97c------------------------------------------
98      REAL pks(iip1,jjp1)
99      REAL w(iip1,jjp1,llm+1)
100      REAL pbaru(ip1jmp1,llm),pbarv(ip1jm,llm)
101!      REAL dv(ip1jm,llm),du(ip1jmp1,llm)
102!      REAL dh(ip1jmp1,llm),dp(ip1jmp1)
103      REAL phi(iip1,jjp1,llm)
104
105      integer klatdat,klongdat
106      PARAMETER (klatdat=180,klongdat=360)
107
108c Physique sur grille scalaire
109c----------------------------
110      real zmeaS(iip1,jjp1),zstdS(iip1,jjp1)
111      real zsigS(iip1,jjp1),zgamS(iip1,jjp1),ztheS(iip1,jjp1)
112      real hmonsS(iip1,jjp1)
113      real summitS(iip1,jjp1)
114      real baseS(iip1,jjp1)
115      real zavgS(iip1,jjp1)
116      real z0S(iip1,jjp1)
117
118c variable physique
119c------------------
120      REAL tauscadyn(iip1,jjp1) ! dust conversion factor on the dynamics grid
121      real alb(iip1,jjp1),albfi(ngridmx) ! albedos
122      real ith(iip1,jjp1,nsoilmx),ithfi(ngridmx,nsoilmx) ! thermal inertia (3D)
123      real surfith(iip1,jjp1),surfithfi(ngridmx) ! surface thermal inertia (2D)
124!      REAL latfi(ngridmx),lonfi(ngridmx),airefi(ngridmx)
125
126      INTEGER i,j,l,isoil,ig,idum
127      real mugaz ! molar mass of the atmosphere
128
129      integer ierr  !, nbetat
130
131c Variables on the new grid along scalar points
132c------------------------------------------------------
133!      REAL p(iip1,jjp1)
134      REAL t(iip1,jjp1,llm)
135      real phisold_newgrid(iip1,jjp1)
136      REAL :: teta(iip1, jjp1, llm)
137      REAL :: pk(iip1,jjp1,llm)
138      REAL :: pkf(iip1,jjp1,llm)
139      REAL :: ps(iip1, jjp1)
140      REAL :: masse(iip1,jjp1,llm)
141      REAL :: xpn,xps,xppn(iim),xpps(iim)
142      REAL :: p3d(iip1, jjp1, llm+1)
143!      REAL dteta(ip1jmp1,llm)
144
145c Variable de l'ancienne grille
146c------------------------------
147      real time
148      real tab_cntrl(100)
149      real tab_cntrl_bis(100)
150
151c variables diverses
152c-------------------
153      real choix_1 ! ==0 : read start_archive file ; ==1: read start files
154      character*80      fichnom
155      integer Lmodif,iq
156      integer flagthermo, flagh2o
157      character modif*20
158      real tsud,albsud,alb_bb,ith_bb,Tiso
159      real ptoto,pcap,patm,airetot,ptotn,patmn
160!      real ssum
161      character*1 yes
162      logical :: flagiso=.false. ,  flagps0=.false.
163      real val, val2, val3 ! to store temporary variables
164      real :: iceith=2000 ! thermal inertia of subterranean ice
165      real :: iceithN,iceithS ! values of thermal inertias in N & S hemispheres
166      integer iref,jref
167
168      INTEGER :: itau
169      real DoverH !D/H ratio
170     
171      INTEGER :: numvanle
172      character(len=50) :: txt ! to store some text
173      integer :: count
174      real :: profile(llm+1) ! to store an atmospheric profile + surface value
175
176! MONS data:
177      real :: MONS_Hdn(iip1,jjp1) ! Hdn: %WEH=Mass fraction of H2O
178      real :: MONS_d21(iip1,jjp1) ! ice table "depth" (in kg/m2)
179      ! coefficient to apply to convert d21 to 'true' depth (m)
180      real :: MONS_coeff
181      real :: MONS_coeffS ! coeff for southern hemisphere
182      real :: MONS_coeffN ! coeff for northern hemisphere
183!      real,parameter :: icedepthmin=1.e-3 ! Ice begins at most at that depth
184! Reference position for composition
185      real :: latref,lonref,dlatmin,dlonmin
186! Variable used to change composition
187      real :: Svmr,Smmr,Smmr_old,Smmr_new,n,Sn
188      real :: Mair_old,Mair_new,vmr_old,vmr_new
189      real,allocatable :: coefvmr(:)  ! Correction coefficient when changing composition
190      real :: maxq
191      integer :: iloc(1), iqmax, islope
192! sub-grid cloud fraction
193      real :: totcloudfrac(ngridmx)
194!Variable to change the number of subslope
195      REAL, ALLOCATABLE :: default_def_slope(:)
196      REAL,ALLOCATABLE :: tsurf_old_slope(:,:)   ! Surface temperature (K)
197      REAL,ALLOCATABLE :: emis_old_slope(:,:)    ! Thermal IR surface emissivity
198      REAL,ALLOCATABLE :: qsurf_old_slope(:,:,:) ! tracer on surface (e.g. kg.m-2)
199      REAL,ALLOCATABLE :: watercap_old_slope(:,:) ! Surface water ice (kg.m-2)
200      REAL,ALLOCATABLE :: perennial_co2_old_slope(:,:) ! Surface water ice (kg.m-2)
201      REAL,ALLOCATABLE :: tsoil_old_slope(:,:,:)
202      REAL,ALLOCATABLE :: inertiesoil_old_slope(:,:,:)
203      REAL,ALLOCATABLE :: albedo_old_slope(:,:,:) ! Surface albedo in each solar band
204      REAL,ALLOCATABLE :: flux_geo_old_slope(:,:)
205      integer :: iflat
206      integer :: nslope_old, nslope_new
207
208
209
210c sortie visu pour les champs dynamiques
211c---------------------------------------
212!      INTEGER :: visuid
213!      real :: time_step,t_ops,t_wrt
214!      CHARACTER*80 :: visu_file
215
216      cpp    = 744.499 ! for Mars, instead of 1004.70885 (Earth)
217      preff  = 610.    ! for Mars, instead of 101325. (Earth)
218      pa= 20           ! for Mars, instead of 500 (Earth)
219      planet_type="mars"
220
221! initialize "serial/parallel" related stuff:
222! (required because we call tabfi() below, before calling iniphysiq)
223      is_sequential=.true.
224      is_parallel=.false.
225      is_mpi_root=.true.
226      is_omp_root=.true.
227      is_master=.true.
228     
229! Load tracer number and names:
230      call infotrac_init
231! allocate arrays
232      allocate(q(iip1,jjp1,llm,nqtot))
233      allocate(coefvmr(nqtot))
234
235c=======================================================================
236c   Choice of the start file(s) to use
237c=======================================================================
238
239      write(*,*) 'From which kind of files do you want to create new',
240     .  'start and startfi files'
241      write(*,*) '    0 - from a file start_archive'
242      write(*,*) '    1 - from files start and startfi'
243 
244c-----------------------------------------------------------------------
245c   Open file(s) to modify (start or start_archive)
246c-----------------------------------------------------------------------
247
248      DO
249         read(*,*,iostat=ierr) choix_1
250         if ((choix_1 /= 0).OR.(choix_1 /=1)) EXIT
251      ENDDO
252
253c     Open start_archive
254c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
255      if (choix_1.eq.0) then
256
257        write(*,*) 'Creating start files from:'
258        write(*,*) './start_archive.nc'
259        write(*,*)
260        fichnom = 'start_archive.nc'
261        ierr = NF_OPEN (fichnom, NF_NOWRITE,nid)
262        IF (ierr.NE.NF_NOERR) THEN
263          write(6,*)' Problem opening file:',fichnom
264          write(6,*)' ierr = ', ierr
265          CALL ABORT
266        ENDIF
267        tab0 = 50
268        Lmodif = 1
269
270c     OR open start and startfi files
271c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
272      else
273        write(*,*) 'Creating start files from:'
274        write(*,*) './start.nc and ./startfi.nc'
275        write(*,*)
276        fichnom = 'start.nc'
277        ierr = NF_OPEN (fichnom, NF_NOWRITE,nid_dyn)
278        IF (ierr.NE.NF_NOERR) THEN
279          write(6,*)' Problem opening file:',fichnom
280          write(6,*)' ierr = ', ierr
281          CALL ABORT
282        ENDIF
283 
284        fichnom = 'startfi.nc'
285        ierr = NF_OPEN (fichnom, NF_NOWRITE,nid_fi)
286        IF (ierr.NE.NF_NOERR) THEN
287          write(6,*)' Problem opening file:',fichnom
288          write(6,*)' ierr = ', ierr
289          CALL ABORT
290        ENDIF
291
292        tab0 = 0
293        Lmodif = 0
294
295      endif
296
297c-----------------------------------------------------------------------
298c Lecture du tableau des parametres du run (pour la dynamique)
299c-----------------------------------------------------------------------
300
301      if (choix_1.eq.0) then
302
303        write(*,*) 'reading tab_cntrl START_ARCHIVE'
304c
305        ierr = NF_INQ_VARID (nid, "controle", nvarid)
306#ifdef NC_DOUBLE
307        ierr = NF_GET_VAR_DOUBLE(nid, nvarid, tab_cntrl)
308#else
309        ierr = NF_GET_VAR_REAL(nid, nvarid, tab_cntrl)
310#endif
311c
312      else if (choix_1.eq.1) then
313
314        write(*,*) 'reading tab_cntrl START'
315c
316        ierr = NF_INQ_VARID (nid_dyn, "controle", nvarid)
317#ifdef NC_DOUBLE
318        ierr = NF_GET_VAR_DOUBLE(nid_dyn, nvarid, tab_cntrl)
319#else
320        ierr = NF_GET_VAR_REAL(nid_dyn, nvarid, tab_cntrl)
321#endif
322c
323        write(*,*) 'reading tab_cntrl STARTFI'
324c
325        ierr = NF_INQ_VARID (nid_fi, "controle", nvarid)
326#ifdef NC_DOUBLE
327        ierr = NF_GET_VAR_DOUBLE(nid_fi, nvarid, tab_cntrl_bis)
328#else
329        ierr = NF_GET_VAR_REAL(nid_fi, nvarid, tab_cntrl_bis)
330#endif
331c
332        do i=1,50
333          tab_cntrl(i+50)=tab_cntrl_bis(i)
334        enddo
335      write(*,*) 'printing tab_cntrl', tab_cntrl
336      do i=1,100
337        write(*,*) i,tab_cntrl(i)
338      enddo
339     
340      endif
341c-----------------------------------------------------------------------
342c               Initialisation des constantes dynamique
343c-----------------------------------------------------------------------
344
345      kappa = tab_cntrl(9)
346      etot0 = tab_cntrl(12)
347      ptot0 = tab_cntrl(13)
348      ztot0 = tab_cntrl(14)
349      stot0 = tab_cntrl(15)
350      ang0 = tab_cntrl(16)
351      write(*,*) "Newstart: kappa,etot0,ptot0,ztot0,stot0,ang0"
352      write(*,*) kappa,etot0,ptot0,ztot0,stot0,ang0
353
354c-----------------------------------------------------------------------
355c   Lecture du tab_cntrl et initialisation des constantes physiques
356c  - pour start:  Lmodif = 0 => pas de modifications possibles
357c                  (modif dans le tabfi de readfi + loin)
358c  - pour start_archive:  Lmodif = 1 => modifications possibles
359c-----------------------------------------------------------------------
360      if (choix_1.eq.0) then
361         ! tabfi requires that input file be first opened by open_startphy(fichnom)
362         fichnom = 'start_archive.nc'
363         call open_startphy(fichnom)
364         call tabfi (nid,Lmodif,tab0,day_ini,lllm,p_rad,
365     .            p_omeg,p_g,p_mugaz,p_daysec,time)
366      else if (choix_1.eq.1) then
367         fichnom = 'startfi.nc'
368         call open_startphy(fichnom)
369         call tabfi (nid_fi,Lmodif,tab0,day_ini,lllm,p_rad,
370     .            p_omeg,p_g,p_mugaz,p_daysec,time)
371      endif
372
373      rad = p_rad
374      omeg = p_omeg
375      g = p_g
376      mugaz = p_mugaz
377      daysec = p_daysec
378
379
380c=======================================================================
381c  INITIALISATIONS DIVERSES
382c=======================================================================
383
384      day_step=180 !?! Note: day_step is a common in "control.h"
385      CALL defrun_new( 99, .TRUE. )
386      dtvr    = daysec/REAL(day_step)
387      CALL iniconst
388      CALL inigeom
389      idum=-1
390      idum=0
391
392! Initialize the physics
393         CALL iniphysiq(iim,jjm,llm,
394     &                  (jjm-1)*iim+2,comm_lmdz,
395     &                  daysec,day_ini,dtphys,
396     &                  rlatu,rlatv,rlonu,rlonv,
397     &                  aire,cu,cv,rad,g,r,cpp,
398     &                  1)
399
400c=======================================================================
401c   lecture topographie, albedo, inertie thermique, relief sous-maille
402c=======================================================================
403
404      if (choix_1.ne.1) then  ! pour ne pas avoir besoin du fichier
405                              ! surface.dat dans le cas des start
406
407c do while((relief(1:3).ne.'mol').AND.(relief(1:3).ne.'pla'))
408c       write(*,*)
409c       write(*,*) 'choix du relief (mola,pla)'
410c       write(*,*) '(Topographie MGS MOLA, plat)'
411c       read(*,fmt='(a3)') relief
412        relief="mola"
413c     enddo
414
415      CALL datareadnc(relief,phis,alb,surfith,z0S,
416     &          zmeaS,zstdS,zsigS,zgamS,ztheS,
417     &          hmonsS,summitS,baseS,zavgS)
418
419      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,phis,phisfi)
420!      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
421      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,surfith,surfithfi)
422      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,alb,albfi)
423      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,z0S,z0)
424      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zmeaS,zmea)
425      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zstdS,zstd)
426      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zsigS,zsig)
427      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zgamS,zgam)
428      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,ztheS,zthe)
429      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,hmonsS,hmons)
430      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,summitS,summit)
431      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,baseS,base)
432!      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zavgS,zavg)
433
434      endif ! of if (choix_1.ne.1)
435
436
437c=======================================================================
438c  Lecture des fichiers (start ou start_archive)
439c=======================================================================
440
441      if (choix_1.eq.0) then
442
443        write(*,*) 'Reading file START_ARCHIVE'
444        CALL lect_start_archive(ngridmx,llm,nqtot,
445     &   date,tsurf,tsoil,inertiesoil,albedo,emis,q2,
446     &   t,ucov,vcov,ps,teta,phisold_newgrid,q,qsurf,
447     &   tauscaling,totcloudfrac,surfith,nid,watercap,perennial_co2ice)
448        write(*,*) "OK, read start_archive file"
449        ! copy soil thermal inertia
450        ithfi(:,:)=inertiedat(:,:)
451       
452        ierr= NF_CLOSE(nid)
453
454      else if (choix_1.eq.1) then !  c'est l'appel a tabfi de phyeta0 qui
455                                  !  permet de changer les valeurs du
456                                  !  tab_cntrl Lmodif=1
457        tab0=0
458        Lmodif=1 ! Lmodif set to 1 to allow modifications in phyeta0                           
459        write(*,*) 'Reading file START'
460        fichnom = 'start.nc'
461        CALL dynetat0(fichnom,vcov,ucov,teta,q,masse,
462     &       ps,phis,time)
463
464        write(*,*) 'Reading file STARTFI'
465        fichnom = 'startfi.nc'
466        CALL phyetat0 (fichnom,tab0,Lmodif,nsoilmx,ngridmx,llm,nqtot,
467     &        nqsoil,day_ini,time,tsurf,tsoil,albedo,emis,
468     &        q2,qsurf,qsoil,tauscaling,totcloudfrac,
469     &        wstar,watercap,perennial_co2ice,
470     &        def_slope,def_slope_mean,subslope_dist)
471       
472        ! copy albedo and soil thermal inertia
473        do i=1,ngridmx
474          albfi(i) = albedodat(i)
475          do j=1,nsoilmx
476           ithfi(i,j) = inertiedat(i,j)
477          enddo
478        ! build a surfithfi(:) using 1st layer of ithfi(:), which might
479        ! be neede later on if reinitializing soil thermal inertia
480          surfithfi(i)=ithfi(i,1)
481        enddo
482
483      else
484        CALL exit(1)
485      endif
486
487      dtvr   = daysec/REAL(day_step)
488      dtphys   = dtvr * REAL(iphysiq)
489
490c=======================================================================
491c
492c=======================================================================
493! If tracer names follow 'old' convention (q01, q02, ...) then
494! rename them
495      count=0
496      do iq=1,nqtot
497        txt=" "
498        write(txt,'(a1,i2.2)') 'q',iq
499        if (txt.eq.tname(iq)) then
500          count=count+1
501        endif
502      enddo ! of do iq=1,nqtot
503     
504      ! initialize tracer names noms(:) and indexes (igcm_co2, igcm_h2o_vap, ...)
505      call initracer(ngridmx,nqtot,qsurf)
506     
507      if (count.eq.nqtot) then
508        write(*,*) 'Newstart: updating tracer names'
509        ! copy noms(:) to tname(:) to have matching tracer names in physics
510        ! and dynamics
511        tname(1:nqtot)=noms(1:nqtot)
512      endif
513
514c=======================================================================
515c
516c=======================================================================
517
518      do ! infinite loop on list of changes
519
520      write(*,*)
521      write(*,*)
522      write(*,*) 'List of possible changes :'
523      write(*,*) '~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
524      write(*,*)
525      write(*,*) 'flat         : no topography ("aquaplanet")'
526      write(*,*) 'bilball      : uniform albedo and thermal inertia'
527      write(*,*) 'z0           : set a uniform surface roughness length'
528      write(*,*) 'coldspole    : cold subsurface and high albedo at
529     $ S.Pole'
530      write(*,*) 'qname        : change tracer name'
531      write(*,*) 'q=0          : ALL tracer =zero'
532      write(*,*) 'q=factor     : change tracer value by a multiplicative
533     & factor'
534      write(*,*) 'q=x          : give a specific uniform value to one
535     $ tracer'
536      write(*,*) 'q=profile    : specify a profile for a tracer'
537      write(*,*) 'freedust     : rescale dust to a true value'
538      write(*,*) 'ini_q        : tracers initialization for chemistry
539     $ and water vapour'
540      write(*,*) 'ini_q-h2o    : tracers initialization for chemistry
541     $ only'
542      write(*,*) 'composition  : change atm main composition: CO2,N2,Ar,
543     $ O2,CO'
544      write(*,*) 'inihdo       : initialize HDO'
545      write(*,*) 'ini_h2osurf  : reinitialize surface water ice '
546      write(*,*) 'noglacier    : Remove tropical H2O ice if |lat|<45'
547      write(*,*) 'watercapn    : H20 ice on permanent N polar cap '
548      write(*,*) 'watercaps    : H20 ice on permanent S polar cap '
549      write(*,*) 'wetstart     : start with a wet atmosphere'
550      write(*,*) 'isotherm     : Isothermal Temperatures, wind set to
551     $ zero'
552      write(*,*) 'co2ice=0     : remove CO2 polar cap i.e.
553     $ qsurf(co2)=0 '
554      write(*,*) 'ptot         : change total pressure'
555      write(*,*) 'therm_ini_s  : set soil thermal inertia to reference
556     $ surface values'
557      write(*,*) 'subsoilice_n : put deep underground ice layer in
558     $ northern hemisphere'
559      write(*,*) 'subsoilice_s : put deep underground ice layer in
560     $ southern hemisphere'
561      write(*,*) 'mons_ice     : put underground ice layer according
562     $ to MONS derived data'
563      write(*,*) 'nslope       : Change the number of subgrid scale
564     $ slope'
565
566        write(*,*)
567        write(*,*) 'Change to perform ?'
568        write(*,*) '   (enter keyword or return to end)'
569        write(*,*)
570
571        read(*,fmt='(a20)') modif
572        if (modif(1:1) .eq. ' ') exit ! exit loop on changes
573
574        write(*,*)
575        write(*,*) trim(modif) , ' : '
576
577c       'flat : no topography ("aquaplanet")'
578c       -------------------------------------
579        if (trim(modif) .eq. 'flat') then
580c         set topo to zero
581          phis(:,:)=0
582          CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,phis,phisfi)
583          write(*,*) 'topography set to zero.'
584          write(*,*) 'WARNING : the subgrid topography parameters',
585     &    ' were not set to zero ! => set calllott to F'                   
586
587c        Choice for surface pressure
588         yes=' '
589         do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
590            write(*,*) 'Do you wish to choose homogeneous surface',
591     &                 'pressure (y) or let newstart interpolate ',
592     &                 ' the previous field  (n)?'
593             read(*,fmt='(a)') yes
594         end do
595         if (yes.eq.'y') then
596           flagps0=.true.
597           write(*,*) 'New value for ps (Pa) ?'
598 201       read(*,*,iostat=ierr) patm
599            if(ierr.ne.0) goto 201
600             write(*,*)
601             write(*,*) ' new ps everywhere (Pa) = ', patm
602             write(*,*)
603             do j=1,jjp1
604               do i=1,iip1
605                 ps(i,j)=patm
606               enddo
607             enddo
608         end if
609
610c       bilball : albedo, inertie thermique uniforme
611c       --------------------------------------------
612        else if (trim(modif) .eq. 'bilball') then
613          write(*,*) 'constante albedo and iner.therm:'
614          write(*,*) 'New value for albedo (ex: 0.25) ?'
615 101      read(*,*,iostat=ierr) alb_bb
616          if(ierr.ne.0) goto 101
617          write(*,*)
618          write(*,*) ' uniform albedo (new value):',alb_bb
619          write(*,*)
620
621          write(*,*) 'New value for thermal inertia (eg: 247) ?'
622 102      read(*,*,iostat=ierr) ith_bb
623          if(ierr.ne.0) goto 102
624          write(*,*) 'uniform thermal inertia (new value):',ith_bb
625          DO j=1,jjp1
626             DO i=1,iip1
627                alb(i,j) = alb_bb       ! albedo
628                do isoil=1,nsoilmx
629                  ith(i,j,isoil) = ith_bb       ! thermal inertia
630                enddo
631             END DO
632          END DO
633!          CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
634          CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
635          CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,alb,albfi)
636       
637         ! also reset surface roughness length to default value
638         write(*,*) 'surface roughness length set to:',z0_default,' m'
639         z0(:)=z0_default
640
641!       z0 : set surface roughness length to a constant value
642!       -----------------------------------------------------
643        else if (trim(modif) .eq. 'z0') then
644          write(*,*) 'set a uniform surface roughness length'
645          write(*,*) ' value for z0_default (ex: ',z0_default,')?'
646          ierr=1
647          do while (ierr.ne.0)
648            read(*,*,iostat=ierr) z0_default
649          enddo
650          z0(:)=z0_default
651
652c       coldspole : sous-sol de la calotte sud toujours froid
653c       -----------------------------------------------------
654        else if (trim(modif) .eq. 'coldspole') then
655          write(*,*)'new value for the subsurface temperature',
656     &   ' beneath the permanent southern polar cap ? (eg: 141 K)'
657 103      read(*,*,iostat=ierr) tsud
658          if(ierr.ne.0) goto 103
659          write(*,*)
660          write(*,*) ' new value of the subsurface temperature:',tsud
661c         nouvelle temperature sous la calotte permanente
662          do islope=1,nslope
663            do l=2,nsoilmx
664               tsoil(ngridmx,l,islope) =  tsud
665            end do
666          enddo
667
668
669          write(*,*)'new value for the albedo',
670     &   'of the permanent southern polar cap ? (eg: 0.75)'
671 104      read(*,*,iostat=ierr) albsud
672          if(ierr.ne.0) goto 104
673          write(*,*)
674
675c         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
676c         Option 1:  only the albedo of the pole is modified :   
677          albfi(ngridmx)=albsud
678          write(*,*) 'ig=',ngridmx,'   albedo perennial cap ',
679     &    albfi(ngridmx)
680
681c         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
682c          Option 2 A haute resolution : coordonnee de la vrai calotte ~   
683c           DO j=1,jjp1
684c             DO i=1,iip1
685c                ig=1+(j-2)*iim +i
686c                if(j.eq.1) ig=1
687c                if(j.eq.jjp1) ig=ngridmx
688c                if ((rlatu(j)*180./pi.lt.-84.).and.
689c     &            (rlatu(j)*180./pi.gt.-91.).and.
690c     &            (rlonv(i)*180./pi.gt.-91.).and.
691c     &            (rlonv(i)*180./pi.lt.0.))         then
692cc    albedo de la calotte permanente fixe a albsud
693c                   alb(i,j)=albsud
694c                   write(*,*) 'lat=',rlatu(j)*180./pi,
695c     &                      ' lon=',rlonv(i)*180./pi
696cc     fin de la condition sur les limites de la calotte permanente
697c                end if
698c             ENDDO
699c          ENDDO
700c      ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
701
702c         CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,alb,albfi)
703
704
705c       ptot : Modification of the total pressure: ice + current atmosphere
706c       -------------------------------------------------------------------
707        else if (trim(modif) .eq. 'ptot') then
708
709c         calcul de la pression totale glace + atm actuelle
710          patm=0.
711          airetot=0.
712          pcap=0.
713          DO j=1,jjp1
714             DO i=1,iim
715                ig=1+(j-2)*iim +i
716                if(j.eq.1) ig=1
717                if(j.eq.jjp1) ig=ngridmx
718                patm = patm + ps(i,j)*aire(i,j)
719                airetot= airetot + aire(i,j)
720                DO islope=1,nslope
721                  pcap = pcap + aire(i,j)*qsurf(ig,igcm_co2,islope)*g
722     &   *subslope_dist(ig,islope)/cos(def_slope_mean(islope)*pi/180.)
723                ENDDO
724             ENDDO
725          ENDDO
726          ptoto = pcap + patm
727
728          print*,'Current total pressure at surface (co2 ice + atm) ',
729     &       ptoto/airetot
730
731          print*,'new value?'
732          read(*,*) ptotn
733          ptotn=ptotn*airetot
734          patmn=ptotn-pcap
735          print*,'ptoto,patm,ptotn,patmn'
736          print*,ptoto,patm,ptotn,patmn
737          print*,'Mult. factor for pressure (atm only)', patmn/patm
738          do j=1,jjp1
739             do i=1,iip1
740                ps(i,j)=ps(i,j)*patmn/patm
741             enddo
742          enddo
743
744c        Correction pour la conservation des traceurs
745         yes=' '
746         do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
747            write(*,*) 'Do you wish to conserve tracer total mass (y)',
748     &              ' or tracer mixing ratio (n) ?'
749             read(*,fmt='(a)') yes
750         end do
751
752         if (yes.eq.'y') then
753           write(*,*) 'OK : conservation of tracer total mass'
754           DO iq =1, nqtot
755             DO l=1,llm
756               DO j=1,jjp1
757                  DO i=1,iip1
758                    q(i,j,l,iq)=q(i,j,l,iq)*patm/patmn
759                  ENDDO
760               ENDDO
761             ENDDO
762           ENDDO
763          else
764            write(*,*) 'OK : conservation of tracer mixing ratio'
765          end if
766
767c       qname : change tracer name
768c       --------------------------
769        else if (trim(modif).eq.'qname') then
770         yes='y'
771         do while (yes.eq.'y')
772          write(*,*) 'Which tracer name do you want to change ?'
773          do iq=1,nqtot
774            write(*,'(i3,a3,a20)')iq,' : ',trim(tname(iq))
775          enddo
776          write(*,'(a35,i3)')
777     &            '(enter tracer number; between 1 and ',nqtot
778          write(*,*)' or any other value to quit this option)'
779          read(*,*) iq
780          if ((iq.ge.1).and.(iq.le.nqtot)) then
781            write(*,*)'Change tracer name ',trim(tname(iq)),' to ?'
782            read(*,*) txt
783            tname(iq)=txt
784            write(*,*)'Do you want to change another tracer name (y/n)?'
785            read(*,'(a)') yes
786          else
787! inapropiate value of iq; quit this option
788            yes='n'
789          endif ! of if ((iq.ge.1).and.(iq.le.nqtot))
790         enddo ! of do while (yes.ne.'y')
791
792c       q=0 : set tracers to zero
793c       -------------------------
794        else if (trim(modif) .eq. 'q=0') then
795c          mise a 0 des q (traceurs)
796          write(*,*) 'Tracers set to 0 (1.E-30 in fact)'
797           DO iq =1, nqtot
798             DO l=1,llm
799               DO j=1,jjp1
800                  DO i=1,iip1
801                    q(i,j,l,iq)=1.e-30
802                  ENDDO
803               ENDDO
804             ENDDO
805           ENDDO
806
807c          set surface tracers to zero
808           DO iq =1, nqtot
809             DO ig=1,ngridmx
810               DO islope=1,nslope
811                 qsurf(ig,iq,islope)=0.
812               ENDDO
813             ENDDO
814           ENDDO
815
816c       q=factor : change value of tracer by a multiplicative factor
817c       ------------------------------------------------------------
818        else if (trim(modif) .eq. 'q=factor') then
819             write(*,*) 'Which tracer do you want to modify ?'
820             do iq=1,nqtot
821               write(*,*)iq,' : ',trim(tname(iq))
822             enddo
823             write(*,*) '(choose between 1 and ',nqtot,')'
824             read(*,*) iq
825             if ((iq.lt.1).or.(iq.gt.nqtot)) then
826               ! wrong value for iq, go back to menu
827               write(*,*) "wrong input value:",iq
828               cycle
829             endif
830             write(*,*)"factor to multiply current mixing ratio by?"
831             read(*,*) val
832             
833             q(1:iip1,1:jjp1,1:llm,iq)=q(1:iip1,1:jjp1,1:llm,iq)*val
834             qsurf(1:ngridmx,iq,:)=qsurf(1:ngridmx,iq,:)*val
835
836c       q=x : initialise tracer manually
837c       --------------------------------
838        else if (trim(modif) .eq. 'q=x') then
839             write(*,*) 'Which tracer do you want to modify ?'
840             do iq=1,nqtot
841               write(*,*)iq,' : ',trim(tname(iq))
842             enddo
843             write(*,*) '(choose between 1 and ',nqtot,')'
844             read(*,*) iq
845             if ((iq.lt.1).or.(iq.gt.nqtot)) then
846               ! wrong value for iq, go back to menu
847               write(*,*) "wrong input value:",iq
848               cycle
849             endif
850             write(*,*)'mixing ratio of tracer ',trim(tname(iq)),
851     &                 ' ? (kg/kg)'
852             read(*,*) val
853             DO l=1,llm
854               DO j=1,jjp1
855                  DO i=1,iip1
856                    q(i,j,l,iq)=val
857                  ENDDO
858               ENDDO
859             ENDDO
860             write(*,*) 'SURFACE value of tracer ',trim(tname(iq)),
861     &                   ' ? (kg/m2)'
862             read(*,*) val
863             DO ig=1,ngridmx
864               DO islope=1,nslope
865                 qsurf(ig,iq,islope)=val
866               ENDDO
867             ENDDO
868
869c       q=profile : initialize tracer with a given profile
870c       --------------------------------------------------
871        else if (trim(modif) .eq. 'q=profile') then
872             write(*,*) 'Tracer profile will be sought in ASCII file'
873             write(*,*) "'profile_tracer' where 'tracer' is tracer name"
874             write(*,*) "(one value per line in file; starting with"
875             write(*,*) "surface value, the 1st atmospheric layer"
876             write(*,*) "followed by 2nd, etc. up to top of atmosphere)"
877             write(*,*) 'Which tracer do you want to set?'
878             do iq=1,nqtot
879               write(*,*)iq,' : ',trim(tname(iq))
880             enddo
881             write(*,*) '(choose between 1 and ',nqtot,')'
882             read(*,*) iq
883             if ((iq.lt.1).or.(iq.gt.nqtot)) then
884               ! wrong value for iq, go back to menu
885               write(*,*) "wrong input value:",iq
886               cycle
887             endif
888             ! look for input file 'profile_tracer'
889             txt="profile_"//trim(tname(iq))
890             open(41,file=trim(txt),status='old',form='formatted',
891     &            iostat=ierr)
892             if (ierr.eq.0) then
893               ! OK, found file 'profile_...', load the profile
894               do l=1,llm+1
895                 read(41,*,iostat=ierr) profile(l)
896                 if (ierr.ne.0) then ! something went wrong
897                   exit ! quit loop
898                 endif
899               enddo
900               if (ierr.eq.0) then
901                 ! initialize tracer values
902                 do islope=1,nslope
903                   qsurf(:,iq,islope)=profile(1)
904                 enddo
905                 do l=1,llm
906                   q(:,:,l,iq)=profile(l+1)
907                 enddo
908                 write(*,*)'OK, tracer ',trim(tname(iq)),
909     &               ' initialized ','using values from file ',trim(txt)
910               else
911                 write(*,*)'problem reading file ',trim(txt),' !'
912                 write(*,*)'No modifications to tracer ',trim(tname(iq))
913               endif
914             else
915               write(*,*)'Could not find file ',trim(txt),' !'
916               write(*,*)'No modifications to tracer ',trim(tname(iq))
917             endif
918             
919c       convert dust from virtual to true values
920c       --------------------------------------------------
921        else if (trim(modif) .eq. 'freedust') then
922         if (minval(tauscaling) .lt. 0) then
923           write(*,*) 'WARNING conversion factor negative'
924           write(*,*) 'This is probably because it was not present
925     &in the file'
926           write(*,*) 'A constant conversion is used instead.'
927           tauscaling(:) = 1.e-3
928         endif
929         CALL gr_fi_dyn(1,ngridmx,iip1,jjp1,tauscaling,tauscadyn)
930          do l=1,llm
931            do j=1,jjp1
932              do i=1,iip1
933                if (igcm_dust_number .ne. 0)
934     &            q(i,j,l,igcm_dust_number) =
935     &            q(i,j,l,igcm_dust_number) * tauscadyn(i,j)
936                if (igcm_dust_mass .ne. 0)
937     &            q(i,j,l,igcm_dust_mass) =
938     &            q(i,j,l,igcm_dust_mass) * tauscadyn(i,j)
939                if (igcm_ccn_number .ne. 0)
940     &            q(i,j,l,igcm_ccn_number) =
941     &            q(i,j,l,igcm_ccn_number) * tauscadyn(i,j)
942                if (igcm_ccn_mass .ne. 0)
943     &            q(i,j,l,igcm_ccn_mass) =
944     &            q(i,j,l,igcm_ccn_mass) * tauscadyn(i,j)
945              end do
946            end do
947          end do
948
949          tauscaling(:) = 1.
950
951         ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
952          do l = 1,llm
953             do j = 1,jjp1
954                do iq = 1,nqtot
955                   q(iip1,j,l,iq) = q(1,j,l,iq)
956                end do
957             end do
958          end do
959
960          write(*,*) 'done rescaling to true vale'
961
962c       ini_q : Initialize tracers for chemistry
963c       -----------------------------------------------
964        else if (trim(modif) .eq. 'ini_q') then
965          flagh2o    = 1
966          flagthermo = 0
967          yes=' '
968c         For more than 32 layers, possible to initiate thermosphere only     
969          if (llm.gt.32) then
970            do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
971            write(*,*)'',
972     &     'initialisation for thermosphere only? (y/n)'
973            read(*,fmt='(a)') yes
974            if (yes.eq.'y') then
975            flagthermo=1
976            else
977            flagthermo=0
978            endif
979            enddo 
980          endif
981         
982          call inichim_newstart(ngridmx, nqtot, q, qsurf, ps,
983     &                          flagh2o, flagthermo)
984
985         ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
986          do l = 1,llm
987             do j = 1,jjp1
988                do iq = 1,nqtot
989                   q(iip1,j,l,iq) = q(1,j,l,iq)
990                end do
991             end do
992          end do
993
994          write(*,*) 'inichim_newstart: chemical species and
995     $ water vapour initialised'
996
997c       ini_q-h2o : as above except for the water vapour tracer
998c       ------------------------------------------------------
999        else if (trim(modif) .eq. 'ini_q-h2o') then
1000          flagh2o    = 0
1001          flagthermo = 0
1002          yes=' '
1003          ! for more than 32 layers, possible to initiate thermosphere only     
1004          if(llm.gt.32) then
1005            do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
1006            write(*,*)'',
1007     &      'initialisation for thermosphere only? (y/n)'
1008            read(*,fmt='(a)') yes
1009            if (yes.eq.'y') then
1010            flagthermo=1
1011            else
1012            flagthermo=0
1013            endif
1014            enddo
1015          endif
1016
1017          call inichim_newstart(ngridmx, nqtot, q, qsurf, ps,
1018     &                          flagh2o, flagthermo)
1019
1020         ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
1021          do l = 1,llm
1022             do j = 1,jjp1
1023                do iq = 1,nqtot
1024                   q(iip1,j,l,iq) = q(1,j,l,iq)
1025                end do
1026             end do
1027          end do
1028
1029          write(*,*) 'inichim_newstart: chemical species initialised
1030     $ (except water vapour)'
1031
1032c      inihdo : initialize HDO with user D/H value
1033c      --------------------------------------------------------
1034       else if (trim(modif) .eq. 'inihdo') then
1035        ! check that there is indeed a water vapor tracer
1036        if (igcm_h2o_vap.eq.0) then
1037          write(*,*) "No water vapour tracer! Can't use this option"
1038          stop
1039        endif
1040
1041         write(*,*)'Input D/H ratio (in SMOW)'
1042         write(*,*)'If value is <0 then HDO=H2O'
1043 303     read(*,*, iostat=ierr) DoverH
1044         if(ierr.ne.0) goto 303
1045
1046        DoverH = DoverH * 2 * 155.76e-6
1047        if (DoverH.lt.0.0) then
1048           DoverH = 1.
1049        endif
1050        !D/H (SMOW) = 155.76e-6 so HDO/H2O is twice that
1051
1052           do ig=1,ngridmx
1053             do islope=1,nslope
1054               qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)=
1055     &           max(0.,qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope))
1056             enddo
1057           end do
1058
1059        ! Update the hdo tracers
1060         q(1:iip1,1:jjp1,1:llm,igcm_hdo_vap)
1061     &      =q(1:iip1,1:jjp1,1:llm,igcm_h2o_vap)* DoverH
1062         q(1:iip1,1:jjp1,1:llm,igcm_hdo_ice)
1063     &      =q(1:iip1,1:jjp1,1:llm,igcm_h2o_ice)* DoverH
1064
1065         qsurf(1:ngridmx,igcm_hdo_ice,:)
1066     &      =qsurf(1:ngridmx,igcm_h2o_ice,:)*DoverH
1067
1068
1069
1070c      composition : change main composition: CO2,N2,Ar,O2,CO (FF 03/2014)
1071c      --------------------------------------------------------
1072       else if (trim(modif) .eq. 'composition') then
1073          write(*,*) "Lat (degN)  lon (degE) of the reference site ?"
1074          write(*,*) "e.g. MSL : -4.5  137.  "
1075 301      read(*,*,iostat=ierr) latref, lonref
1076          if(ierr.ne.0) goto 301
1077
1078
1079        !  Select GCM point close to reference site
1080          dlonmin =90.
1081          DO i=1,iip1-1
1082             if (abs(rlonv(i)*180./pi -lonref).lt.dlonmin)then
1083                iref=i
1084                dlonmin=abs(rlonv(i)*180./pi -lonref)
1085             end if   
1086          ENDDO
1087          dlatmin =45.
1088          DO j=1,jjp1
1089             if (abs(rlatu(j)*180./pi -latref).lt.dlatmin)then
1090                jref=j
1091                dlatmin=abs(rlatu(j)*180./pi -latref)
1092             end if   
1093          ENDDO
1094          write(*,*) "In GCM : lat= " ,  rlatu(jref)*180./pi
1095          write(*,*) "In GCM : lon= " ,  rlonv(iref)*180./pi
1096          write(*,*)
1097
1098        ! Compute air molar mass at reference site
1099          Smmr=0.
1100          Sn = 0.
1101          write(*,*) 'igcm_co2 = ', igcm_co2
1102          write(*,*) 'igcm_n2 = ', igcm_n2
1103          write(*,*) 'igcm_ar = ', igcm_ar
1104          write(*,*) 'igcm_o2 = ', igcm_o2
1105          write(*,*) 'igcm_co = ', igcm_co
1106          write(*,*) noms
1107          do iq=1,nqtot
1108             if ((iq.eq.igcm_co2).or.(iq.eq.igcm_n2)
1109     &      .or. (iq.eq.igcm_ar).or.(iq.eq.igcm_o2)
1110     &      .or. (iq.eq.igcm_co)) then
1111                 Smmr=Smmr+q(iref,jref,1,iq)
1112                 Sn=Sn+q(iref,jref,1,iq)/mmol(iq)
1113             end if
1114          end do
1115        ! Special case : implicit non-co2 gases ! JN 11/2019
1116          if ((igcm_n2.eq.0) .or. (igcm_ar.eq.0)) then
1117           write(*,*) "Warning : non-co2 gases are implicit :  "
1118           write(*,*) "At reference site :  "
1119       !    write(*,*) "q= ", q(iref, jref, 1,igcm_co2)
1120           write(*,*) "Sum of mass mix. ratio (ie MMR(co2))=",Smmr
1121           Mair_old = 44.0*Smmr  + 33.87226017157708*(1-Smmr)
1122     
1123       !  33.87226017157708 is the
1124       !   molar mass of non-co2 atmosphere measured by MSL at Ls ~184
1125       
1126          else
1127            ! Assume co2/n2/ar/o2/co are available
1128            Mair_old=(q(iref,jref,1,igcm_co2)*mmol(igcm_co2)
1129     &               +q(iref,jref,1,igcm_n2)*mmol(igcm_n2)
1130     &               +q(iref,jref,1,igcm_ar)*mmol(igcm_ar)
1131     &               +q(iref,jref,1,igcm_o2)*mmol(igcm_o2)
1132     &               +q(iref,jref,1,igcm_co)*mmol(igcm_co))/Smmr
1133          end if
1134
1135          write(*,*)
1136     &      "Air molar mass (g/mol) at reference site= ",Mair_old
1137
1138        ! Ask for new volume mixing ratio at reference site
1139          Svmr =0.
1140          Sn =0.
1141          coefvmr(igcm_co2)=1.
1142
1143          do iq=1,nqtot
1144           coefvmr(iq) = 1.
1145           if ((iq.eq.igcm_n2).or.(iq.eq.igcm_ar)
1146     &     .or. (iq.eq.igcm_o2).or.(iq.eq.igcm_co)) then
1147
1148             vmr_old=q(iref,jref,1,iq)*Mair_old/mmol(iq) 
1149             write(*,*) "Previous vmr("//trim(tname(iq))//")= ", vmr_old
1150
1151              if (iq.eq.igcm_n2) then
1152                write(*,*) "New vmr(n2)? (MSL: 2.8e-02 at Ls~180,",
1153     &           " Trainer et al. 2019)"
1154              endif
1155              if (iq.eq.igcm_ar) then
1156                write(*,*) "New vmr(ar)? (MSL: 2.1e-02 at Ls~180)"
1157              endif
1158              if (iq.eq.igcm_o2) then
1159                write(*,*) "New vmr(o2)? (MSL: 1.7e-03 at Ls~180)"
1160              endif
1161              if (iq.eq.igcm_co) then
1162                write(*,*) "New vmr(co)? (ACS: 1e-03 at Ls~180)"
1163              endif
1164 302          read(*,*,iostat=ierr) vmr_new
1165              if(ierr.ne.0) goto 302
1166              write(*,*) "New vmr("//trim(tname(iq))//")= ",vmr_new
1167              write(*,*)
1168              coefvmr(iq) = vmr_new/vmr_old
1169              Svmr=Svmr+vmr_new
1170              Sn=Sn+vmr_new*mmol(iq)
1171           end if
1172          enddo ! of do iq=1,nqtot
1173
1174        ! Special case : implicit non-co2 gases JN 11/2019
1175          if ((igcm_n2.eq.0) .or. (igcm_ar.eq.0)) then
1176            write(*,*) "Warning : non-co2 gases are implicit"
1177            vmr_old=q(iref,jref,1,igcm_co2)*Mair_old/mmol(igcm_co2) 
1178            write(*,*) "Previous vmr(co2)=", vmr_old
1179            write(*,*) "New vmr(co2) ? (MSL: 0.947 at Ls~180)",
1180     &                  " Trainer et al. 2019)"
1181 666          read(*,*,iostat=ierr) vmr_new
1182              if(ierr.ne.0) goto 666
1183              coefvmr(igcm_co2) = vmr_new/vmr_old
1184              Svmr=Svmr+vmr_new
1185              Sn=vmr_new*mmol(igcm_co2) + (1-vmr_new)
1186     &         *33.87226017157708 ! Molar mass of non-co2 atm from MSL
1187          end if
1188      !  Estimation of new Air molar mass at reference site (assuming vmr_co2 = 1-Svmr)
1189          Mair_new = Sn + (1-Svmr)*mmol(igcm_co2)
1190      !  Estimation of new Air molar mass when non-co2 gases are implicit
1191          if ((igcm_n2.eq.0) .or. (igcm_ar.eq.0)) then
1192              Mair_new=vmr_new*mmol(igcm_co2) + (1-vmr_new)
1193     &         *33.87226017157708 ! Molar mass of non-co2 atm from MSL
1194           write(*,*)
1195     &     "We consider non-co2 gases vmr measured from Curiosity"
1196          end if
1197          write(*,*)
1198     &     "NEW Air molar mass (g/mol) at reference site= ",Mair_new
1199
1200        ! Compute mass mixing ratio changes 
1201          do iq=1,nqtot 
1202            if ((iq.eq.igcm_co2).or.(iq.eq.igcm_n2).or.(iq.eq.igcm_ar)
1203     &          .or. (iq.eq.igcm_o2).or.(iq.eq.igcm_co)) then
1204             write(*,*) "Everywhere mmr("//trim(tname(iq))//
1205     &        ") is multiplied by ",coefvmr(iq)*Mair_old/Mair_new
1206            end if
1207          end do
1208
1209        ! Recompute mass mixing ratios everywhere, and adjust mmr of most abundant species
1210        ! to keep sum of mmr constant.
1211          do l=1,llm
1212           do j=1,jjp1
1213            do i=1,iip1
1214              Smmr_old = 0.
1215              Smmr_new = 0.
1216              do iq=1,nqtot 
1217                if ((iq.eq.igcm_co2).or.(iq.eq.igcm_n2)
1218     &          .or.(iq.eq.igcm_ar)
1219     &          .or. (iq.eq.igcm_o2).or.(iq.eq.igcm_co)
1220     &          .or. (iq.eq.igcm_o) .or. (iq.eq. igcm_h2) ) then
1221                   Smmr_old = Smmr_old + q(i,j,l,iq) ! sum of old mmr
1222                   q(i,j,l,iq)=q(i,j,l,iq)*coefvmr(iq)*Mair_old/Mair_new
1223                   Smmr_new = Smmr_new + q(i,j,l,iq) ! sum of new mmr
1224                end if
1225              enddo
1226              !iloc = maxloc(q(i,j,l,:))
1227              iqmax=0 ; maxq=0
1228              do iq=1,nqtot
1229                if ((iq.eq.igcm_co2).or.(iq.eq.igcm_n2)
1230     &          .or.(iq.eq.igcm_ar)
1231     &          .or. (iq.eq.igcm_o2).or.(iq.eq.igcm_co)
1232     &          .or. (iq.eq.igcm_o) .or. (iq.eq. igcm_h2) ) then
1233                  if (q(i,j,l,iq).gt.maxq) then
1234                    maxq=q(i,j,l,iq)
1235                    iqmax=iq
1236                  endif
1237                endif
1238              enddo
1239              !iqmax = iloc(1)
1240              q(i,j,l,iqmax) = q(i,j,l,iqmax) + Smmr_old - Smmr_new
1241            enddo
1242           enddo
1243          enddo
1244
1245          write(*,*)
1246     &   "The most abundant species is modified everywhere to keep "//
1247     &   "sum of mmr constant"
1248          write(*,*) 'At reference site vmr(CO2)=',
1249     &        q(iref,jref,1,igcm_co2)*Mair_new/mmol(igcm_co2)
1250          write(*,*) "Compared to MSL observation: vmr(CO2)= 0.947 "//
1251     &   "at Ls=180"
1252
1253          Sn = q(iref,jref,1,igcm_co2)*Mair_new/mmol(igcm_co2)
1254     &       + q(iref,jref,1,igcm_n2)*Mair_new/mmol(igcm_n2)
1255     &       + q(iref,jref,1,igcm_ar)*Mair_new/mmol(igcm_ar)
1256     &       + q(iref,jref,1,igcm_o2)*Mair_new/mmol(igcm_o2)
1257     &       + q(iref,jref,1,igcm_co)*Mair_new/mmol(igcm_co)
1258
1259          write(*,*) 'Sum of volume mixing ratios = ', Sn
1260
1261c      wetstart : wet atmosphere with a north to south gradient
1262c      --------------------------------------------------------
1263       else if (trim(modif) .eq. 'wetstart') then
1264        ! check that there is indeed a water vapor tracer
1265        if (igcm_h2o_vap.eq.0) then
1266          write(*,*) "No water vapour tracer! Can't use this option"
1267          stop
1268        endif
1269          DO l=1,llm
1270            DO j=1,jjp1
1271              DO i=1,iip1-1
1272                q(i,j,l,igcm_h2o_vap)=150.e-6 * (rlatu(j)+pi/2.) / pi
1273              ENDDO
1274              ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
1275              q(iip1,j,l,igcm_h2o_vap) = q(1,j,l,igcm_h2o_vap)
1276            ENDDO
1277          ENDDO
1278
1279         write(*,*) 'Water mass mixing ratio at north pole='
1280     *               ,q(1,1,1,igcm_h2o_vap)
1281         write(*,*) '---------------------------south pole='
1282     *               ,q(1,jjp1,1,igcm_h2o_vap)
1283
1284c      ini_h2osurf : reinitialize surface water ice
1285c      --------------------------------------------------
1286        else if (trim(modif) .eq. 'ini_h2osurf') then
1287          write(*,*)'max surface ice left?(e.g. 0.2 kg/m2=200microns)'
1288 207      read(*,*,iostat=ierr) val
1289          if(ierr.ne.0) goto 207
1290          write(*,*)'also set negative values of surf ice to 0'
1291           do ig=1,ngridmx
1292             do islope=1,nslope
1293              qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)=
1294     &         min(val,qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope))
1295              qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)=
1296     &         max(0.,qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope))
1297             enddo
1298           end do
1299
1300c      noglacier : remove tropical water ice (to initialize high res sim)
1301c      --------------------------------------------------
1302        else if (trim(modif) .eq. 'noglacier') then
1303           do ig=1,ngridmx
1304             j=(ig-2)/iim +2
1305              if(ig.eq.1) j=1
1306              write(*,*) 'OK: remove surface ice for |lat|<45'
1307              if (abs(rlatu(j)*180./pi).lt.45.) then
1308                do islope=1,nslope
1309                   qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)=0.
1310                enddo
1311              end if
1312           end do
1313
1314
1315c      watercapn : H20 ice on permanent northern cap
1316c      --------------------------------------------------
1317        else if (trim(modif) .eq. 'watercapn') then
1318           do ig=1,ngridmx
1319             j=(ig-2)/iim +2
1320              if(ig.eq.1) j=1
1321              if (rlatu(j)*180./pi.gt.80.) then
1322                do islope=1,nslope
1323                   qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)=1.e5
1324                   write(*,*) 'ig=',ig,', islope=', islope,
1325     &              '    H2O ice mass (kg/m2)= ',
1326     &              qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)
1327                   write(*,*)'     ==> Ice mesh South boundary (deg)= ',
1328     &              rlatv(j)*180./pi
1329                enddo
1330                end if
1331           enddo
1332
1333c      watercaps : H20 ice on permanent southern cap
1334c      -------------------------------------------------
1335        else if (trim(modif) .eq. 'watercaps') then
1336           do ig=1,ngridmx
1337               j=(ig-2)/iim +2
1338               if(ig.eq.1) j=1
1339               if (rlatu(j)*180./pi.lt.-80.) then
1340                do islope=1,nslope
1341                   qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)=1.e5
1342                   write(*,*) 'ig=',ig,', islope=', islope,
1343     &             '   H2O ice mass (kg/m2)= ',
1344     &              qsurf(ig,igcm_h2o_ice,islope)
1345                   write(*,*)'     ==> Ice mesh North boundary (deg)= ',
1346     &              rlatv(j-1)*180./pi
1347                enddo
1348               end if
1349           enddo
1350
1351c       isotherm : Isothermal temperatures and no winds
1352c       ------------------------------------------------
1353        else if (trim(modif) .eq. 'isotherm') then
1354
1355          write(*,*)'Isothermal temperature of the atmosphere,
1356     &           surface and subsurface'
1357          write(*,*) 'Value of this temperature ? :'
1358 203      read(*,*,iostat=ierr) Tiso
1359          if(ierr.ne.0) goto 203
1360
1361          do ig=1, ngridmx
1362            do islope=1,nslope
1363            tsurf(ig,islope) = Tiso
1364            enddo
1365          end do
1366          do l=2,nsoilmx
1367            do ig=1, ngridmx
1368              do islope=1,nslope
1369              tsoil(ig,l,islope) = Tiso
1370              enddo
1371            end do
1372          end do
1373          flagiso=.true.
1374          call initial0(llm*ip1jmp1,ucov)
1375          call initial0(llm*ip1jm,vcov)
1376          call initial0(ngridmx*(llm+1),q2)
1377
1378c       co2ice=0 : remove CO2 polar ice caps'
1379c       ------------------------------------------------
1380        else if (trim(modif) .eq. 'co2ice=0') then
1381           do ig=1,ngridmx
1382              do islope=1,nslope
1383              qsurf(ig,igcm_co2,islope)=0
1384              emis(ig,islope)=emis(ngridmx/2,islope)
1385              enddo
1386           end do
1387       
1388!       therm_ini_s: (re)-set soil thermal inertia to reference surface values
1389!       ----------------------------------------------------------------------
1390
1391        else if (trim(modif).eq.'therm_ini_s') then
1392!          write(*,*)"surfithfi(1):",surfithfi(1)
1393          do isoil=1,nsoilmx
1394            inertiedat(1:ngridmx,isoil)=surfithfi(1:ngridmx)
1395          enddo
1396      do islope = 1,nslope
1397        inertiesoil(:,:,islope) =  inertiedat(:,:)
1398      enddo
1399          write(*,*)'OK: Soil thermal inertia has been reset to referenc
1400     &e surface values'
1401!         write(*,*)"inertiedat(1,1):",inertiedat(1,1)
1402          ithfi(:,:)=inertiedat(:,:)
1403         ! recast ithfi() onto ith()
1404         call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1405! Check:
1406!         do i=1,iip1
1407!           do j=1,jjp1
1408!             do isoil=1,nsoilmx
1409!               write(77,*) i,j,isoil,"  ",ith(i,j,isoil)
1410!             enddo
1411!           enddo
1412!        enddo
1413
1414!       subsoilice_n: Put deep ice layer in northern hemisphere soil
1415!       ------------------------------------------------------------
1416
1417        else if (trim(modif).eq.'subsoilice_n') then
1418
1419         write(*,*)'From which latitude (in deg.), up to the north pole,
1420     &should we put subterranean ice?'
1421         ierr=1
1422         do while (ierr.ne.0)
1423          read(*,*,iostat=ierr) val
1424          if (ierr.eq.0) then ! got a value
1425            ! do a sanity check
1426            if((val.lt.0.).or.(val.gt.90)) then
1427              write(*,*)'Latitude should be between 0 and 90 deg. !!!'
1428              ierr=1
1429            else ! find corresponding jref (nearest latitude)
1430              ! note: rlatu(:) contains decreasing values of latitude
1431              !       starting from PI/2 to -PI/2
1432              do j=1,jjp1
1433                if ((rlatu(j)*180./pi.ge.val).and.
1434     &              (rlatu(j+1)*180./pi.le.val)) then
1435                  ! find which grid point is nearest to val:
1436                  if (abs(rlatu(j)*180./pi-val).le.
1437     &                abs((rlatu(j+1)*180./pi-val))) then
1438                   jref=j
1439                  else
1440                   jref=j+1
1441                  endif
1442                 
1443                 write(*,*)'Will use nearest grid latitude which is:',
1444     &                     rlatu(jref)*180./pi
1445                endif
1446              enddo ! of do j=1,jjp1
1447            endif ! of if((val.lt.0.).or.(val.gt.90))
1448          endif !of if (ierr.eq.0)
1449         enddo ! of do while
1450
1451         ! Build layers() (as in soil_settings.F)
1452         val2=sqrt(mlayer(0)*mlayer(1))
1453         val3=mlayer(1)/mlayer(0)
1454         do isoil=1,nsoilmx
1455           layer(isoil)=val2*(val3**(isoil-1))
1456         enddo
1457
1458         write(*,*)'At which depth (in m.) does the ice layer begin?'
1459         write(*,*)'(currently, the deepest soil layer extends down to:'
1460     &              ,layer(nsoilmx),')'
1461         ierr=1
1462         do while (ierr.ne.0)
1463          read(*,*,iostat=ierr) val2
1464!         write(*,*)'val2:',val2,'ierr=',ierr
1465          if (ierr.eq.0) then ! got a value, but do a sanity check
1466            if(val2.gt.layer(nsoilmx)) then
1467              write(*,*)'Depth should be less than ',layer(nsoilmx)
1468              ierr=1
1469            endif
1470            if(val2.lt.layer(1)) then
1471              write(*,*)'Depth should be more than ',layer(1)
1472              ierr=1
1473            endif
1474          endif
1475         enddo ! of do while
1476         
1477         ! find the reference index iref the depth corresponds to
1478!        if (val2.lt.layer(1)) then
1479!         iref=1
1480!        else
1481          do isoil=1,nsoilmx-1
1482           if((val2.gt.layer(isoil)).and.(val2.lt.layer(isoil+1)))
1483     &       then
1484             iref=isoil
1485             exit
1486           endif
1487          enddo
1488!        endif
1489         
1490!        write(*,*)'iref:',iref,'  jref:',jref
1491!        write(*,*)'layer',layer
1492!        write(*,*)'mlayer',mlayer
1493         
1494         ! thermal inertia of the ice:
1495         ierr=1
1496         do while (ierr.ne.0)
1497          write(*,*)'What is the value of subterranean ice thermal inert
1498     &ia? (e.g.: 2000)'
1499          read(*,*,iostat=ierr)iceith
1500         enddo ! of do while
1501         
1502         ! recast ithfi() onto ith()
1503         call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1504         
1505         do j=1,jref
1506!           write(*,*)'j:',j,'rlatu(j)*180./pi:',rlatu(j)*180./pi
1507            do i=1,iip1 ! loop on longitudes
1508             ! Build "equivalent" thermal inertia for the mixed layer
1509             ith(i,j,iref+1)=sqrt((layer(iref+1)-layer(iref))/
1510     &                     (((val2-layer(iref))/(ith(i,j,iref)**2))+
1511     &                      ((layer(iref+1)-val2)/(iceith)**2)))
1512             ! Set thermal inertia of lower layers
1513             do isoil=iref+2,nsoilmx
1514              ith(i,j,isoil)=iceith ! ice
1515             enddo
1516            enddo ! of do i=1,iip1
1517         enddo ! of do j=1,jjp1
1518         
1519
1520         CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
1521
1522!         do i=1,nsoilmx
1523!         write(*,*)'i:',i,'ithfi(1,i):',ithfi(1,i)
1524!        enddo
1525
1526       
1527!       subsoilice_s: Put deep ice layer in southern hemisphere soil
1528!       ------------------------------------------------------------
1529
1530        else if (trim(modif).eq.'subsoilice_s') then
1531
1532         write(*,*)'From which latitude (in deg.), down to the south pol
1533     &e, should we put subterranean ice?'
1534         ierr=1
1535         do while (ierr.ne.0)
1536          read(*,*,iostat=ierr) val
1537          if (ierr.eq.0) then ! got a value
1538            ! do a sanity check
1539            if((val.gt.0.).or.(val.lt.-90)) then
1540              write(*,*)'Latitude should be between 0 and -90 deg. !!!'
1541              ierr=1
1542            else ! find corresponding jref (nearest latitude)
1543              ! note: rlatu(:) contains decreasing values of latitude
1544              !       starting from PI/2 to -PI/2
1545              do j=1,jjp1
1546                if ((rlatu(j)*180./pi.ge.val).and.
1547     &              (rlatu(j+1)*180./pi.le.val)) then
1548                  ! find which grid point is nearest to val:
1549                  if (abs(rlatu(j)*180./pi-val).le.
1550     &                abs((rlatu(j+1)*180./pi-val))) then
1551                   jref=j
1552                  else
1553                   jref=j+1
1554                  endif
1555                 
1556                 write(*,*)'Will use nearest grid latitude which is:',
1557     &                     rlatu(jref)*180./pi
1558                endif
1559              enddo ! of do j=1,jjp1
1560            endif ! of if((val.lt.0.).or.(val.gt.90))
1561          endif !of if (ierr.eq.0)
1562         enddo ! of do while
1563
1564         ! Build layers() (as in soil_settings.F)
1565         val2=sqrt(mlayer(0)*mlayer(1))
1566         val3=mlayer(1)/mlayer(0)
1567         do isoil=1,nsoilmx
1568           layer(isoil)=val2*(val3**(isoil-1))
1569         enddo
1570
1571         write(*,*)'At which depth (in m.) does the ice layer begin?'
1572         write(*,*)'(currently, the deepest soil layer extends down to:'
1573     &              ,layer(nsoilmx),')'
1574         ierr=1
1575         do while (ierr.ne.0)
1576          read(*,*,iostat=ierr) val2
1577!         write(*,*)'val2:',val2,'ierr=',ierr
1578          if (ierr.eq.0) then ! got a value, but do a sanity check
1579            if(val2.gt.layer(nsoilmx)) then
1580              write(*,*)'Depth should be less than ',layer(nsoilmx)
1581              ierr=1
1582            endif
1583            if(val2.lt.layer(1)) then
1584              write(*,*)'Depth should be more than ',layer(1)
1585              ierr=1
1586            endif
1587          endif
1588         enddo ! of do while
1589         
1590         ! find the reference index iref the depth corresponds to
1591          do isoil=1,nsoilmx-1
1592           if((val2.gt.layer(isoil)).and.(val2.lt.layer(isoil+1)))
1593     &       then
1594             iref=isoil
1595             exit
1596           endif
1597          enddo
1598         
1599!        write(*,*)'iref:',iref,'  jref:',jref
1600         
1601         ! thermal inertia of the ice:
1602         ierr=1
1603         do while (ierr.ne.0)
1604          write(*,*)'What is the value of subterranean ice thermal inert
1605     &ia? (e.g.: 2000)'
1606          read(*,*,iostat=ierr)iceith
1607         enddo ! of do while
1608         
1609         ! recast ithfi() onto ith()
1610         call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1611         
1612         do j=jref,jjp1
1613!           write(*,*)'j:',j,'rlatu(j)*180./pi:',rlatu(j)*180./pi
1614            do i=1,iip1 ! loop on longitudes
1615             ! Build "equivalent" thermal inertia for the mixed layer
1616             ith(i,j,iref+1)=sqrt((layer(iref+1)-layer(iref))/
1617     &                     (((val2-layer(iref))/(ith(i,j,iref)**2))+
1618     &                      ((layer(iref+1)-val2)/(iceith)**2)))
1619             ! Set thermal inertia of lower layers
1620             do isoil=iref+2,nsoilmx
1621              ith(i,j,isoil)=iceith ! ice
1622             enddo
1623            enddo ! of do i=1,iip1
1624         enddo ! of do j=jref,jjp1
1625         
1626
1627         CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
1628
1629c       'mons_ice' : use MONS data to build subsurface ice table
1630c       --------------------------------------------------------
1631        else if (trim(modif).eq.'mons_ice') then
1632       
1633       ! 1. Load MONS data
1634        call load_MONS_data(MONS_Hdn,MONS_d21)
1635       
1636        ! 2. Get parameters from user
1637        ierr=1
1638        do while (ierr.ne.0)
1639          write(*,*) "Coefficient to apply to MONS 'depth' in Northern",
1640     &               " Hemisphere?"
1641          write(*,*) " (should be somewhere between 3.2e-4 and 1.3e-3)"
1642          read(*,*,iostat=ierr) MONS_coeffN
1643        enddo
1644        ierr=1
1645        do while (ierr.ne.0)
1646          write(*,*) "Coefficient to apply to MONS 'depth' in Southern",
1647     &               " Hemisphere?"
1648          write(*,*) " (should be somewhere between 3.2e-4 and 1.3e-3)"
1649          read(*,*,iostat=ierr) MONS_coeffS
1650        enddo
1651        ierr=1
1652        do while (ierr.ne.0)
1653          write(*,*) "Value of subterranean ice thermal inertia ",
1654     &               " in Northern hemisphere?"
1655          write(*,*) " (e.g.: 2000, or perhaps 2290)"
1656!          read(*,*,iostat=ierr) iceith
1657          read(*,*,iostat=ierr) iceithN
1658        enddo
1659        ierr=1
1660        do while (ierr.ne.0)
1661          write(*,*) "Value of subterranean ice thermal inertia ",
1662     &               " in Southern hemisphere?"
1663          write(*,*) " (e.g.: 2000, or perhaps 2290)"
1664!          read(*,*,iostat=ierr) iceith
1665          read(*,*,iostat=ierr) iceithS
1666        enddo
1667       
1668        ! 3. Build subterranean thermal inertia
1669       
1670        ! initialise subsurface inertia with reference surface values
1671        do isoil=1,nsoilmx
1672          ithfi(1:ngridmx,isoil)=surfithfi(1:ngridmx)
1673        enddo
1674        ! recast ithfi() onto ith()
1675        call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1676       
1677        do i=1,iip1 ! loop on longitudes
1678          do j=1,jjp1 ! loop on latitudes
1679            ! set MONS_coeff
1680            if (rlatu(j).ge.0) then ! northern hemisphere
1681              ! N.B: rlatu(:) contains decreasing values of latitude
1682              !       starting from PI/2 to -PI/2
1683              MONS_coeff=MONS_coeffN
1684              iceith=iceithN
1685            else ! southern hemisphere
1686              MONS_coeff=MONS_coeffS
1687              iceith=iceithS
1688            endif
1689            ! check if we should put subterranean ice
1690            if (MONS_Hdn(i,j).ge.14.0) then ! no ice if Hdn<14%
1691              ! compute depth at which ice lies:
1692              val=MONS_d21(i,j)*MONS_coeff
1693              ! compute val2= the diurnal skin depth of surface inertia
1694              ! assuming a volumetric heat cap. of C=1.e6 J.m-3.K-1
1695              val2=ith(i,j,1)*1.e-6*sqrt(88775./3.14159)
1696              if (val.lt.val2) then
1697                ! ice must be below the (surface inertia) diurnal skin depth
1698                val=val2
1699              endif
1700              if (val.lt.layer(nsoilmx)) then ! subterranean ice
1701                ! find the reference index iref that depth corresponds to
1702                iref=0
1703                do isoil=1,nsoilmx-1
1704                 if ((val.ge.layer(isoil)).and.(val.lt.layer(isoil+1)))
1705     &             then
1706                   iref=isoil
1707                   exit
1708                 endif
1709                enddo
1710                ! Build "equivalent" thermal inertia for the mixed layer
1711                ith(i,j,iref+1)=sqrt((layer(iref+1)-layer(iref))/
1712     &                     (((val-layer(iref))/(ith(i,j,iref+1)**2))+
1713     &                      ((layer(iref+1)-val)/(iceith)**2)))
1714                ! Set thermal inertia of lower layers
1715                do isoil=iref+2,nsoilmx
1716                  ith(i,j,isoil)=iceith
1717                enddo
1718              endif ! of if (val.lt.layer(nsoilmx))
1719            endif ! of if (MONS_Hdn(i,j).lt.14.0)
1720          enddo ! do j=1,jjp1
1721        enddo ! do i=1,iip1
1722       
1723! Check:
1724!         do i=1,iip1
1725!           do j=1,jjp1
1726!             do isoil=1,nsoilmx
1727!               write(77,*) i,j,isoil,"  ",ith(i,j,isoil)
1728!             enddo
1729!           enddo
1730!        enddo
1731
1732        ! recast ith() into ithfi()
1733        CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
1734
1735        else if (trim(modif) .eq. 'nslope') then
1736          write(*,*) 'set a new number of subgrid scale slope'
1737          write(*,*) 'Current value=', nslope
1738          write(*,*) 'Enter value for nslope (ex: 1,5,7)?'
1739          ierr=1
1740          do while (ierr.ne.0)
1741            read(*,*,iostat=ierr) nslope_new
1742          enddo
1743
1744       write(*,*) 'This can take some time...'
1745       write(*,*) 'You can go grab a coffee and relax a bit'
1746
1747      if(nslope.eq.nslope_new) then
1748        write(*,*) 'The number of subslope you entered is the same'
1749        write(*,*) 'as the number written in startfi.nc. '
1750        write(*,*) 'Nothing will be done'
1751      else
1752
1753      nslope_old=nslope
1754      nslope=nslope_new
1755
1756      call end_comslope_h
1757      call ini_comslope_h(ngridmx,nslope_new)
1758
1759      allocate(default_def_slope(nslope_new+1))
1760      !Sub-grid scale  subslopes
1761      if (nslope_new.eq.7) then
1762      default_def_slope(1) = -43.
1763      default_def_slope(2) = -19.
1764      default_def_slope(3) = -9.
1765      default_def_slope(4) = -3.
1766      default_def_slope(5) = 3.
1767      default_def_slope(6) = 9.
1768      default_def_slope(7) = 19.
1769      default_def_slope(8) = 43.
1770      elseif (nslope_new.eq.5) then
1771      default_def_slope(1) = -43.
1772      default_def_slope(2) = -9.
1773      default_def_slope(3) = -3.
1774      default_def_slope(4) = 3.
1775      default_def_slope(5) = 9.
1776      default_def_slope(6) = 43.
1777      elseif (nslope_new.eq.1) then
1778      default_def_slope(1) = -50.
1779      default_def_slope(2) = 50.
1780      endif
1781
1782      do islope=1,nslope_new+1
1783       def_slope(islope) = default_def_slope(islope)
1784      enddo
1785
1786      do islope=1,nslope_new
1787       def_slope_mean(islope) =(def_slope(islope)+def_slope(islope+1))/2.
1788      enddo
1789
1790       iflat = 1
1791       DO islope=2,nslope_new
1792         IF(abs(def_slope_mean(islope)).lt.
1793     &      abs(def_slope_mean(iflat)))THEN
1794           iflat = islope
1795         ENDIF
1796       ENDDO
1797
1798       call subslope_mola(ngridmx,nslope_new,def_slope,subslope_dist)
1799
1800! Surfdat related stuff
1801       
1802        allocate(tsurf_old_slope(ngridmx,nslope_old)) 
1803        allocate(qsurf_old_slope(ngridmx,nqtot,nslope_old)) 
1804        allocate(emis_old_slope(ngridmx,nslope_old))   
1805        allocate(watercap_old_slope(ngridmx,nslope_old))
1806        allocate(perennial_co2_old_slope(ngridmx,nslope_old))
1807
1808
1809        tsurf_old_slope(:,:)=tsurf(:,:)
1810        qsurf_old_slope(:,:,:)=qsurf(:,:,:)
1811        emis_old_slope(:,:)=emis(:,:)
1812        watercap_old_slope(:,:)=watercap(:,:)
1813        perennial_co2_old_slope(:,:) = perennial_co2ice(:,:)
1814        call end_surfdat_h_slope_var
1815        call ini_surfdat_h_slope_var(ngridmx,nqtot,nslope_new)
1816
1817! Comsoil related stuff (tsoil)
1818
1819        allocate(tsoil_old_slope(ngridmx,nsoilmx,nslope_old))
1820        allocate(inertiesoil_old_slope(ngridmx,nsoilmx,nslope_old))
1821        allocate(flux_geo_old_slope(ngridmx,nslope_old))
1822
1823        inertiesoil_old_slope(:,:,:)=inertiesoil(:,:,:)
1824        tsoil_old_slope(:,:,:)=tsoil(:,:,:)
1825        flux_geo_old_slope(:,:)=flux_geo(:,:)
1826
1827        call end_comsoil_h_slope_var
1828        call ini_comsoil_h_slope_var(ngridmx,nslope_new)
1829
1830! Dimradmars related stuff (albedo)
1831
1832        allocate(albedo_old_slope(ngridmx,2,nslope_old))
1833        albedo_old_slope(:,:,:)=albedo(:,:,:)
1834
1835        call end_dimradmars_mod_slope_var
1836        call ini_dimradmars_mod_slope_var(ngridmx,nslope_new)
1837
1838        if(nslope_old.eq.1 .and. nslope_new.gt.1) then
1839          do islope=1,nslope_new
1840             tsurf(:,islope)=tsurf_old_slope(:,1)
1841             qsurf(:,:,islope)=qsurf_old_slope(:,:,1)
1842             emis(:,islope)=emis_old_slope(:,1)
1843             watercap(:,islope)=watercap_old_slope(:,1)
1844             perennial_co2ice(:,islope)= perennial_co2_old_slope(:,1)
1845             tsoil(:,:,islope)=tsoil_old_slope(:,:,1)
1846             albedo(:,:,islope)=albedo_old_slope(:,:,1)
1847             inertiesoil(:,:,islope)=inertiesoil_old_slope(:,:,1)
1848             flux_geo(:,islope)=flux_geo_old_slope(:,1)
1849          enddo
1850        elseif(nslope_new.eq.1) then
1851             tsurf(:,1)=tsurf_old_slope(:,iflat)
1852             qsurf(:,:,1)=qsurf_old_slope(:,:,iflat)
1853             emis(:,1)=emis_old_slope(:,iflat)
1854             watercap(:,1)=watercap_old_slope(:,iflat)
1855             perennial_co2ice(:,islope)=
1856     &                 perennial_co2_old_slope(:,iflat)
1857             tsoil(:,:,1)=tsoil_old_slope(:,:,iflat)
1858             albedo(:,:,1)=albedo_old_slope(:,:,iflat)
1859             inertiesoil(:,:,1)=inertiesoil_old_slope(:,:,iflat)
1860             flux_geo(:,1)=flux_geo_old_slope(:,iflat)
1861        elseif(nslope_old.eq.5 .and. nslope_new.eq.7) then
1862          do islope=1,nslope_new
1863             tsurf(:,islope)=tsurf_old_slope(:,iflat)
1864             qsurf(:,:,islope)=qsurf_old_slope(:,:,iflat)
1865             emis(:,islope)=emis_old_slope(:,iflat)
1866             watercap(:,islope)=watercap_old_slope(:,iflat)
1867             perennial_co2ice(:,islope)=
1868     &                 perennial_co2_old_slope(:,iflat)
1869             tsoil(:,:,islope)=tsoil_old_slope(:,:,iflat)
1870             albedo(:,:,islope)=albedo_old_slope(:,:,iflat)
1871             inertiesoil(:,:,islope)=inertiesoil_old_slope(:,:,iflat)
1872             flux_geo(:,islope)=flux_geo_old_slope(:,iflat)
1873          enddo
1874        elseif(nslope_old.eq.7 .and. nslope_new.eq.5) then
1875          do islope=1,nslope_new
1876             tsurf(:,islope)=tsurf_old_slope(:,iflat)
1877             qsurf(:,:,islope)=qsurf_old_slope(:,:,iflat)
1878             emis(:,islope)=emis_old_slope(:,iflat)
1879             watercap(:,islope)=watercap_old_slope(:,iflat)
1880             perennial_co2ice(:,islope)=
1881     &                 perennial_co2_old_slope(:,iflat)
1882             tsoil(:,:,islope)=tsoil_old_slope(:,:,iflat)
1883             albedo(:,:,islope)=albedo_old_slope(:,:,iflat)
1884             inertiesoil(:,:,islope)=inertiesoil_old_slope(:,:,iflat)
1885             flux_geo(:,islope)=flux_geo_old_slope(:,iflat)
1886          enddo
1887        else
1888          write(*,*)' Problem choice of nslope'
1889          write(*,*)' Value not taken into account'
1890          CALL ABORT
1891        endif
1892
1893        endif !nslope=nslope_new
1894
1895        else
1896          write(*,*) '       Unknown (misspelled?) option!!!'
1897        end if ! of if (trim(modif) .eq. '...') elseif ...
1898       
1899       enddo ! of do ! infinite loop on liste of changes
1900
1901 999  continue
1902
1903 
1904c=======================================================================
1905c   Correct pressure on the new grid (menu 0)
1906c=======================================================================
1907
1908      if (choix_1.eq.0) then
1909        r = 1000.*8.31/mugaz
1910
1911        do j=1,jjp1
1912          do i=1,iip1
1913             ps(i,j) = ps(i,j) *
1914     .            exp((phisold_newgrid(i,j)-phis(i,j)) /
1915     .                                  (t(i,j,1) * r))
1916          end do
1917        end do
1918 
1919c periodicity of surface ps in longitude
1920        do j=1,jjp1
1921          ps(1,j) = ps(iip1,j)
1922        end do
1923      end if
1924
1925c=======================================================================
1926c=======================================================================
1927
1928c=======================================================================
1929c    Initialisation de la physique / ecriture de newstartfi :
1930c=======================================================================
1931
1932
1933      CALL inifilr
1934      CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
1935
1936c-----------------------------------------------------------------------
1937c   Initialisation  pks:
1938c-----------------------------------------------------------------------
1939
1940      CALL exner_hyb(ip1jmp1, ps, p3d, pks, pk, pkf)
1941! Calcul de la temperature potentielle teta
1942
1943      if (flagiso) then
1944          DO l=1,llm
1945             DO j=1,jjp1
1946                DO i=1,iim
1947                   teta(i,j,l) = Tiso * cpp/pk(i,j,l)
1948                ENDDO
1949                teta (iip1,j,l)= teta (1,j,l)
1950             ENDDO
1951          ENDDO
1952      else if (choix_1.eq.0) then
1953         DO l=1,llm
1954            DO j=1,jjp1
1955               DO i=1,iim
1956                  teta(i,j,l) = t(i,j,l) * cpp/pk(i,j,l)
1957               ENDDO
1958               teta (iip1,j,l)= teta (1,j,l)
1959            ENDDO
1960         ENDDO
1961      endif
1962
1963C Calcul intermediaire
1964c
1965      if (choix_1.eq.0) then
1966         CALL massdair( p3d, masse  )
1967c
1968         print *,' ALPHAX ',alphax
1969
1970         DO  l = 1, llm
1971           DO  i    = 1, iim
1972             xppn(i) = aire( i, 1   ) * masse(  i     ,  1   , l )
1973             xpps(i) = aire( i,jjp1 ) * masse(  i     , jjp1 , l )
1974           ENDDO
1975             xpn      = SUM(xppn)/apoln
1976             xps      = SUM(xpps)/apols
1977           DO i   = 1, iip1
1978             masse(   i   ,   1     ,  l )   = xpn
1979             masse(   i   ,   jjp1  ,  l )   = xps
1980           ENDDO
1981         ENDDO
1982      endif
1983      phis(iip1,:) = phis(1,:)
1984
1985c      CALL inidissip ( lstardis, nitergdiv, nitergrot, niterh,
1986c     *                tetagdiv, tetagrot , tetatemp  )
1987      itau=0
1988      if (choix_1.eq.0) then
1989         day_ini=int(date)
1990         hour_ini=date-int(date)
1991      endif
1992c
1993      CALL geopot  ( ip1jmp1, teta  , pk , pks,  phis  , phi   )
1994
1995      CALL caldyn0( itau,ucov,vcov,teta,ps,masse,pk,phis ,
1996     *                phi,w, pbaru,pbarv,day_ini+time )
1997c     CALL caldyn
1998c    $  ( itau,ucov,vcov,teta,ps,masse,pk,pkf,phis ,
1999c    $    phi,conser,du,dv,dteta,dp,w, pbaru,pbarv, day_ini )
2000
2001      CALL dynredem0("restart.nc",day_ini,phis)
2002      CALL dynredem1("restart.nc",hour_ini,vcov,ucov,teta,q,
2003     .               masse,ps)
2004C
2005C Ecriture etat initial physique
2006C
2007      call physdem0("restartfi.nc",longitude,latitude,
2008     &              nsoilmx,ngridmx,llm,
2009     &              nqtot,dtphys,real(day_ini),0.0,cell_area,
2010     &              albfi,ithfi,def_slope,
2011     &              subslope_dist)
2012      call physdem1("restartfi.nc",nsoilmx,ngridmx,llm,nqtot,nqsoil,
2013     &              dtphys,hour_ini,
2014     &              tsurf,tsoil,inertiesoil,albedo,
2015     &              emis,q2,qsurf,qsoil,
2016     &              tauscaling,totcloudfrac,wstar,watercap,
2017     &              perennial_co2ice)
2018
2019c=======================================================================
2020c       Formats
2021c=======================================================================
2022
2023   1  FORMAT(//10x,'la valeur de im =',i4,2x,'lue sur le fichier de dema
2024     *rrage est differente de la valeur parametree iim =',i4//)
2025   2  FORMAT(//10x,'la valeur de jm =',i4,2x,'lue sur le fichier de dema
2026     *rrage est differente de la valeur parametree jjm =',i4//)
2027   3  FORMAT(//10x,'la valeur de lllm =',i4,2x,'lue sur le fichier demar
2028     *rage est differente de la valeur parametree llm =',i4//)
2029
2030      write(*,*) "newstart: All is well that ends well."
2031
2032      end
2033
2034!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
2035      subroutine load_MONS_data(MONS_Hdn,MONS_d21)
2036     
2037      use datafile_mod, only:datadir
2038     
2039      implicit none
2040      ! routine to load Benedicte Diez MONS dataset, fill in date in southern
2041      ! polar region, and interpolate the result onto the GCM grid
2042      include"dimensions.h"
2043      include"paramet.h"
2044      include"comgeom.h"
2045      ! arguments:
2046      real,intent(out) :: MONS_Hdn(iip1,jjp1) ! Hdn: %WEH=Mass fraction of H2O
2047      real,intent(out) :: MONS_d21(iip1,jjp1) ! ice table "depth" (in kg/m2)
2048      ! N.B MONS datasets should be of dimension (iip1,jjp1)
2049      ! local variables:
2050      character(len=88) :: filename="results_MONS_lat_lon_H_depth.txt"
2051      character(len=88) :: txt ! to store some text
2052      integer :: ierr,i,j
2053      integer,parameter :: nblon=180 ! number of longitudes of MONS datasets
2054      integer,parameter :: nblat=90 ! number of latitudes of MONS datasets
2055      real :: pi
2056      real :: longitudes(nblon) ! MONS dataset longitudes
2057      real :: latitudes(nblat)  ! MONS dataset latitudes
2058      ! MONS dataset: mass fraction of H2O where H is assumed to be in H2O
2059      real :: Hdn(nblon,nblat)
2060      real :: d21(nblon,nblat)! MONS dataset "depth" (g/cm2)
2061
2062      ! Extended MONS dataset (for interp_horiz)
2063      real :: Hdnx(nblon+1,nblat)
2064      real :: d21x(nblon+1,nblat)
2065      real :: lon_bound(nblon+1) ! longitude boundaries
2066      real :: lat_bound(nblat-1) ! latitude boundaries
2067
2068      ! 1. Initializations:
2069
2070      write(*,*) "Loading MONS data"
2071
2072      ! Open MONS datafile:
2073      open(42,file=trim(datadir)//"/"//trim(filename),
2074     &     status="old",iostat=ierr)
2075      if (ierr/=0) then
2076        write(*,*) "Error in load_MONS_data:"
2077        write(*,*) "Failed opening file ",
2078     &             trim(datadir)//"/"//trim(filename)
2079        write(*,*)'1) You can change this directory address in ',
2080     &            'callfis.def with'
2081        write(*,*)'   datadir=/path/to/datafiles'
2082        write(*,*)'2) If necessary ',trim(filename),
2083     &                 ' (and other datafiles)'
2084        write(*,*)'   can be obtained online at:'
2085        write(*,*)'http://www.lmd.jussieu.fr/~lmdz/planets/mars/datadir'
2086        CALL ABORT
2087      else ! skip first line of file (dummy read)
2088         read(42,*) txt
2089      endif
2090
2091      pi=2.*asin(1.)
2092     
2093      !2. Load MONS data (on MONS grid)
2094      do j=1,nblat
2095        do i=1,nblon
2096        ! swap latitude index so latitudes go from north pole to south pole:
2097          read(42,*) latitudes(nblat-j+1),longitudes(i),
2098     &               Hdn(i,nblat-j+1),d21(i,nblat-j+1)
2099        ! multiply d21 by 10 to convert from g/cm2 to kg/m2
2100          d21(i,nblat-j+1)=d21(i,nblat-j+1)*10.0
2101        enddo
2102      enddo
2103      close(42)
2104     
2105      ! there is unfortunately no d21 data for latitudes -77 to -90
2106      ! so we build some by linear interpolation between values at -75
2107      ! and assuming d21=0 at the pole
2108      do j=84,90 ! latitudes(84)=-77 ; latitudes(83)=-75
2109        do i=1,nblon
2110          d21(i,j)=d21(i,83)*((latitudes(j)+90)/15.0)
2111        enddo
2112      enddo
2113
2114      ! 3. Build extended MONS dataset & boundaries (for interp_horiz)
2115      ! longitude boundaries (in radians):
2116      do i=1,nblon
2117        ! NB: MONS data is every 2 degrees in longitude
2118        lon_bound(i)=(longitudes(i)+1.0)*pi/180.0
2119      enddo
2120      ! extra 'modulo' value
2121      lon_bound(nblon+1)=lon_bound(1)+2.0*pi
2122     
2123      ! latitude boundaries (in radians):
2124      do j=1,nblat-1
2125        ! NB: Mons data is every 2 degrees in latitude
2126        lat_bound(j)=(latitudes(j)-1.0)*pi/180.0
2127      enddo
2128     
2129      ! MONS datasets:
2130      do j=1,nblat
2131        Hdnx(1:nblon,j)=Hdn(1:nblon,j)
2132        Hdnx(nblon+1,j)=Hdnx(1,j)
2133        d21x(1:nblon,j)=d21(1:nblon,j)
2134        d21x(nblon+1,j)=d21x(1,j)
2135      enddo
2136     
2137      ! Interpolate onto GCM grid
2138      call interp_horiz(Hdnx,MONS_Hdn,nblon,nblat-1,iim,jjm,1,
2139     &                  lon_bound,lat_bound,rlonu,rlatv)
2140      call interp_horiz(d21x,MONS_d21,nblon,nblat-1,iim,jjm,1,
2141     &                  lon_bound,lat_bound,rlonu,rlatv)
2142     
2143      end subroutine
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.