source: trunk/LMDZ.MARS/libf/phymars/newstart.F @ 1130

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Mars GCM:
Series of changes to enable running in parallel (using LMDZ.COMMON dynamics);
Current LMDZ.MARS can still notheless be compiled and run in serial mode
"as previously".
Summary of main changes:

  • Main programs (newstart, start2archive, xvik) that used to be in dyn3d have been moved to phymars.
  • dyn3d/control.h is now module control_mod.F90
  • rearanged input/outputs routines everywhere to handle serial/MPI cases. physdem.F => phyredem.F90 , phyetat0.F => phyetat0.F90 ; all read/write routines for startfi files are gathered in module iostart.F90
  • added parallelism related routines init_phys_lmdz.F90, comgeomphy.F90, dimphy.F90, iniphysiq.F90, mod_grid_phy_lmdz.F90, mod_phys_lmdz_mpi_data.F90, mod_phys_lmdz_mpi_transfert.F90, mod_phys_lmdz_omp_data.F90, mod_phys_lmdz_omp_transfert.F90, mod_phys_lmdz_para.F90, mod_phys_lmdz_transfert_para.F90 in phymars and mod_const_mpi.F90 in dyn3d (for compliance with parallel case)
  • created generic routines 'planetwide_maxval' and 'planetwide_minval', in module "planetwide_mod", that enable obtaining the min and max of a field over the whole planet.

EM

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RevLine 
[38]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
[164]17! to use  'getin'
[1036]18      use ioipsl_getincom, only: getin
[1130]19      use infotrac, only: iniadvtrac, nqtot, tname
20      use tracer_mod, only: noms, igcm_dust_number, igcm_dust_mass,
21     &                      igcm_ccn_number, igcm_ccn_mass,
22     &                      igcm_h2o_vap, igcm_h2o_ice
[1047]23      use surfdat_h, only: phisfi, z0, zmea, zstd, zsig, zgam, zthe,
24     &                     albedodat, z0_default
25      use comsoil_h, only: inertiedat, layer, mlayer, nsoilmx
[1130]26      use control_mod, only: day_step, iphysiq, anneeref
27      use phyredem, only: physdem0, physdem1
28      use iostart, only: open_startphy
29      use comgeomphy, only: initcomgeomphy
[38]30      implicit none
31
32#include "dimensions.h"
[1047]33      integer, parameter :: ngridmx = (2+(jjm-1)*iim - 1/jjm)
[38]34#include "dimphys.h"
[1047]35!#include "surfdat.h"
36!#include "comsoil.h"
37!#include "dimradmars.h"
38!#include "yomaer.h"
[38]39#include "planete.h"
40#include "paramet.h"
41#include "comconst.h"
42#include "comvert.h"
43#include "comgeom2.h"
[1130]44!#include "control.h"
[38]45#include "logic.h"
46#include "description.h"
47#include "ener.h"
48#include "temps.h"
[1130]49!#include "lmdstd.h"
[38]50#include "comdissnew.h"
51#include "clesph0.h"
52#include "serre.h"
53#include "netcdf.inc"
[1036]54!#include"advtrac.h"
55!#include"tracer.h"
[164]56#include "datafile.h"
[38]57c=======================================================================
58c   Declarations
59c=======================================================================
60
61c Variables dimension du fichier "start_archive"
62c------------------------------------
63      CHARACTER relief*3
64
65c et autres:
66c----------
67
68c Variables pour les lectures NetCDF des fichiers "start_archive"
69c--------------------------------------------------
70      INTEGER nid_dyn, nid_fi,nid,nvarid
71!      INTEGER size
72      INTEGER length
73      parameter (length = 100)
74      INTEGER tab0
75      INTEGER   NB_ETATMAX
76      parameter (NB_ETATMAX = 100)
77
78      REAL  date
79      REAL p_rad,p_omeg,p_g,p_mugaz,p_daysec
80
81c Variable histoire
82c------------------
83      REAL vcov(iip1,jjm,llm),ucov(iip1,jjp1,llm) ! vents covariants
84      REAL phis(iip1,jjp1)
[1036]85      REAL,ALLOCATABLE :: q(:,:,:,:)               ! champs advectes
[38]86
87c autre variables dynamique nouvelle grille
88c------------------------------------------
89      REAL pks(iip1,jjp1)
90      REAL w(iip1,jjp1,llm+1)
91      REAL pbaru(ip1jmp1,llm),pbarv(ip1jm,llm)
92!      REAL dv(ip1jm,llm),du(ip1jmp1,llm)
93!      REAL dh(ip1jmp1,llm),dp(ip1jmp1)
94      REAL phi(iip1,jjp1,llm)
95
96      integer klatdat,klongdat
97      PARAMETER (klatdat=180,klongdat=360)
98
99c Physique sur grille scalaire
100c----------------------------
101      real zmeaS(iip1,jjp1),zstdS(iip1,jjp1)
102      real zsigS(iip1,jjp1),zgamS(iip1,jjp1),ztheS(iip1,jjp1)
[224]103      real z0S(iip1,jjp1)
[38]104
105c variable physique
106c------------------
107      REAL tsurf(ngridmx)       ! surface temperature
108      REAL tsoil(ngridmx,nsoilmx) ! soil temperature
109      REAL co2ice(ngridmx)      ! CO2 ice layer
110      REAL emis(ngridmx)        ! surface emissivity
[1036]111      REAL,ALLOCATABLE :: qsurf(:,:)
[38]112      REAL q2(ngridmx,nlayermx+1)
113!      REAL rnaturfi(ngridmx)
114      real alb(iip1,jjp1),albfi(ngridmx) ! albedos
115      real ith(iip1,jjp1,nsoilmx),ithfi(ngridmx,nsoilmx) ! thermal inertia (3D)
116      real surfith(iip1,jjp1),surfithfi(ngridmx) ! surface thermal inertia (2D)
117      REAL latfi(ngridmx),lonfi(ngridmx),airefi(ngridmx)
118
119      INTEGER i,j,l,isoil,ig,idum
120      real mugaz ! molar mass of the atmosphere
121
122      EXTERNAL iniconst,geopot,inigeom
123      integer ierr  !, nbetat
124      integer ismin
125      external ismin
126
127c Variables on the new grid along scalar points
128c------------------------------------------------------
129!      REAL p(iip1,jjp1)
130      REAL t(iip1,jjp1,llm)
131      real phisold_newgrid(iip1,jjp1)
132      REAL :: teta(iip1, jjp1, llm)
133      REAL :: pk(iip1,jjp1,llm)
134      REAL :: pkf(iip1,jjp1,llm)
135      REAL :: ps(iip1, jjp1)
136      REAL :: masse(iip1,jjp1,llm)
137      REAL :: xpn,xps,xppn(iim),xpps(iim)
138      REAL :: p3d(iip1, jjp1, llm+1)
139      REAL :: beta(iip1,jjp1,llm)
140!      REAL dteta(ip1jmp1,llm)
141
142c Variable de l'ancienne grille
143c------------------------------
144      real time
145      real tab_cntrl(100)
146      real tab_cntrl_bis(100)
147
148c variables diverses
149c-------------------
[1130]150      real choix_1 ! ==0 : read start_archive file ; ==1: read start files
[38]151      character*80      fichnom
[618]152      integer Lmodif,iq
153      integer flagthermo, flagh2o
[38]154      character modif*20
155      real z_reel(iip1,jjp1)
156      real tsud,albsud,alb_bb,ith_bb,Tiso
157      real ptoto,pcap,patm,airetot,ptotn,patmn
158!      real ssum
159      character*1 yes
160      logical :: flagiso=.false. ,  flagps0=.false.
161      real val, val2, val3 ! to store temporary variables
162      real :: iceith=2000 ! thermal inertia of subterranean ice
163      real :: iceithN,iceithS ! values of thermal inertias in N & S hemispheres
164      integer iref,jref
165
166      INTEGER :: itau
167     
168      INTEGER :: nq,numvanle
[563]169      character(len=50) :: txt ! to store some text
[38]170      integer :: count
[563]171      real :: profile(llm+1) ! to store an atmospheric profile + surface value
[38]172
173! MONS data:
174      real :: MONS_Hdn(iip1,jjp1) ! Hdn: %WEH=Mass fraction of H2O
175      real :: MONS_d21(iip1,jjp1) ! ice table "depth" (in kg/m2)
176      ! coefficient to apply to convert d21 to 'true' depth (m)
177      real :: MONS_coeff
178      real :: MONS_coeffS ! coeff for southern hemisphere
179      real :: MONS_coeffN ! coeff for northern hemisphere
180!      real,parameter :: icedepthmin=1.e-3 ! Ice begins at most at that depth
181
182c sortie visu pour les champs dynamiques
183c---------------------------------------
184!      INTEGER :: visuid
185!      real :: time_step,t_ops,t_wrt
186!      CHARACTER*80 :: visu_file
187
188      cpp    = 744.499 ! for Mars, instead of 1004.70885 (Earth)
189      preff  = 610.    ! for Mars, instead of 101325. (Earth)
190      pa= 20           ! for Mars, instead of 500 (Earth)
191
[1130]192! initialize "serial/parallel" related stuff
193      CALL init_phys_lmdz(iim,jjp1,llm,1,(/(jjm-1)*iim+2/))
194      call initcomgeomphy
195
[1036]196! Load tracer number and names:
197      call iniadvtrac(nqtot,numvanle)
198! allocate arrays
199      allocate(q(iip1,jjp1,llm,nqtot))
200      allocate(qsurf(ngridmx,nqtot))
201     
[38]202c=======================================================================
203c   Choice of the start file(s) to use
204c=======================================================================
205
206      write(*,*) 'From which kind of files do you want to create new',
207     .  'start and startfi files'
208      write(*,*) '    0 - from a file start_archive'
209      write(*,*) '    1 - from files start and startfi'
210 
211c-----------------------------------------------------------------------
212c   Open file(s) to modify (start or start_archive)
213c-----------------------------------------------------------------------
214
215      DO
216         read(*,*,iostat=ierr) choix_1
217         if ((choix_1 /= 0).OR.(choix_1 /=1)) EXIT
218      ENDDO
219
220c     Open start_archive
221c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
222      if (choix_1.eq.0) then
223
224        write(*,*) 'Creating start files from:'
225        write(*,*) './start_archive.nc'
226        write(*,*)
227        fichnom = 'start_archive.nc'
228        ierr = NF_OPEN (fichnom, NF_NOWRITE,nid)
229        IF (ierr.NE.NF_NOERR) THEN
230          write(6,*)' Problem opening file:',fichnom
231          write(6,*)' ierr = ', ierr
232          CALL ABORT
233        ENDIF
234        tab0 = 50
235        Lmodif = 1
236
237c     OR open start and startfi files
238c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
239      else
240        write(*,*) 'Creating start files from:'
241        write(*,*) './start.nc and ./startfi.nc'
242        write(*,*)
243        fichnom = 'start.nc'
244        ierr = NF_OPEN (fichnom, NF_NOWRITE,nid_dyn)
245        IF (ierr.NE.NF_NOERR) THEN
246          write(6,*)' Problem opening file:',fichnom
247          write(6,*)' ierr = ', ierr
248          CALL ABORT
249        ENDIF
250 
251        fichnom = 'startfi.nc'
252        ierr = NF_OPEN (fichnom, NF_NOWRITE,nid_fi)
253        IF (ierr.NE.NF_NOERR) THEN
254          write(6,*)' Problem opening file:',fichnom
255          write(6,*)' ierr = ', ierr
256          CALL ABORT
257        ENDIF
258
259        tab0 = 0
260        Lmodif = 0
261
262      endif
263
264c-----------------------------------------------------------------------
265c Lecture du tableau des parametres du run (pour la dynamique)
266c-----------------------------------------------------------------------
267
268      if (choix_1.eq.0) then
269
270        write(*,*) 'reading tab_cntrl START_ARCHIVE'
271c
272        ierr = NF_INQ_VARID (nid, "controle", nvarid)
273#ifdef NC_DOUBLE
274        ierr = NF_GET_VAR_DOUBLE(nid, nvarid, tab_cntrl)
275#else
276        ierr = NF_GET_VAR_REAL(nid, nvarid, tab_cntrl)
277#endif
278c
279      else if (choix_1.eq.1) then
280
281        write(*,*) 'reading tab_cntrl START'
282c
283        ierr = NF_INQ_VARID (nid_dyn, "controle", nvarid)
284#ifdef NC_DOUBLE
285        ierr = NF_GET_VAR_DOUBLE(nid_dyn, nvarid, tab_cntrl)
286#else
287        ierr = NF_GET_VAR_REAL(nid_dyn, nvarid, tab_cntrl)
288#endif
289c
290        write(*,*) 'reading tab_cntrl STARTFI'
291c
292        ierr = NF_INQ_VARID (nid_fi, "controle", nvarid)
293#ifdef NC_DOUBLE
294        ierr = NF_GET_VAR_DOUBLE(nid_fi, nvarid, tab_cntrl_bis)
295#else
296        ierr = NF_GET_VAR_REAL(nid_fi, nvarid, tab_cntrl_bis)
297#endif
298c
299        do i=1,50
300          tab_cntrl(i+50)=tab_cntrl_bis(i)
301        enddo
302      write(*,*) 'printing tab_cntrl', tab_cntrl
303      do i=1,100
304        write(*,*) i,tab_cntrl(i)
305      enddo
306     
307      endif
308c-----------------------------------------------------------------------
309c               Initialisation des constantes dynamique
310c-----------------------------------------------------------------------
311
312      kappa = tab_cntrl(9)
313      etot0 = tab_cntrl(12)
314      ptot0 = tab_cntrl(13)
315      ztot0 = tab_cntrl(14)
316      stot0 = tab_cntrl(15)
317      ang0 = tab_cntrl(16)
318      write(*,*) "Newstart: kappa,etot0,ptot0,ztot0,stot0,ang0"
319      write(*,*) kappa,etot0,ptot0,ztot0,stot0,ang0
320
321c-----------------------------------------------------------------------
322c   Lecture du tab_cntrl et initialisation des constantes physiques
323c  - pour start:  Lmodif = 0 => pas de modifications possibles
324c                  (modif dans le tabfi de readfi + loin)
325c  - pour start_archive:  Lmodif = 1 => modifications possibles
326c-----------------------------------------------------------------------
327      if (choix_1.eq.0) then
[1130]328         ! tabfi requires that input file be first opened by open_startphy(fichnom)
329         fichnom = 'start_archive.nc'
330         call open_startphy(fichnom)
[38]331         call tabfi (nid,Lmodif,tab0,day_ini,lllm,p_rad,
332     .            p_omeg,p_g,p_mugaz,p_daysec,time)
333      else if (choix_1.eq.1) then
[1130]334         fichnom = 'startfi.nc'
335         call open_startphy(fichnom)
[38]336         call tabfi (nid_fi,Lmodif,tab0,day_ini,lllm,p_rad,
337     .            p_omeg,p_g,p_mugaz,p_daysec,time)
338      endif
339
340      rad = p_rad
341      omeg = p_omeg
342      g = p_g
343      mugaz = p_mugaz
344      daysec = p_daysec
345!      write(*,*) 'aire',aire
346
347
348c=======================================================================
349c  INITIALISATIONS DIVERSES
350c=======================================================================
351
352      day_step=180 !?! Note: day_step is a common in "control.h"
353      CALL defrun_new( 99, .TRUE. )
354      CALL iniconst
355      CALL inigeom
356      idum=-1
357      idum=0
358
359c Initialisation coordonnees /aires
360c -------------------------------
361! Note: rlatu(:) and rlonv(:) are commons defined in "comgeom.h"
362!       rlatu() and rlonv() are given in radians
363      latfi(1)=rlatu(1)
364      lonfi(1)=0.
365      DO j=2,jjm
366         DO i=1,iim
367            latfi((j-2)*iim+1+i)=rlatu(j)
368            lonfi((j-2)*iim+1+i)=rlonv(i)
369         ENDDO
370      ENDDO
371      latfi(ngridmx)=rlatu(jjp1)
372      lonfi(ngridmx)=0.
[697]373     
374      ! build airefi(), mesh area on physics grid
[38]375      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,aire,airefi)
[697]376      ! Poles are single points on physics grid
377      airefi(1)=airefi(1)*iim
378      airefi(ngridmx)=airefi(ngridmx)*iim
[38]379
[321]380! also initialize various physics flags/settings which might be needed
381!    (for instance initracer needs to know about some flags, and/or
382!      'datafile' path may be changed by user)
[1036]383      call inifis(ngridmx,llm,nqtot,day_ini,daysec,dtphys,
[321]384     &                latfi,lonfi,airefi,rad,g,r,cpp)
385
[38]386c=======================================================================
387c   lecture topographie, albedo, inertie thermique, relief sous-maille
388c=======================================================================
389
390      if (choix_1.ne.1) then  ! pour ne pas avoir besoin du fichier
391                              ! surface.dat dans le cas des start
392
393c do while((relief(1:3).ne.'mol').AND.(relief(1:3).ne.'pla'))
394c       write(*,*)
395c       write(*,*) 'choix du relief (mola,pla)'
396c       write(*,*) '(Topographie MGS MOLA, plat)'
397c       read(*,fmt='(a3)') relief
398        relief="mola"
399c     enddo
400
[224]401      CALL datareadnc(relief,phis,alb,surfith,z0S,
402     &          zmeaS,zstdS,zsigS,zgamS,ztheS)
[38]403
404      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,phis,phisfi)
405!      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
406      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,surfith,surfithfi)
407      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,alb,albfi)
[224]408      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,z0S,z0)
[38]409      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zmeaS,zmea)
410      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zstdS,zstd)
411      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zsigS,zsig)
412      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,zgamS,zgam)
413      CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,ztheS,zthe)
414
415      endif ! of if (choix_1.ne.1)
416
417
418c=======================================================================
419c  Lecture des fichiers (start ou start_archive)
420c=======================================================================
421
422      if (choix_1.eq.0) then
423
424        write(*,*) 'Reading file START_ARCHIVE'
[1047]425        CALL lect_start_archive(ngridmx,llm,nqtot,
426     &   date,tsurf,tsoil,emis,q2,
427     &   t,ucov,vcov,ps,co2ice,teta,phisold_newgrid,q,qsurf,
[38]428     &   surfith,nid)
429        write(*,*) "OK, read start_archive file"
430        ! copy soil thermal inertia
431        ithfi(:,:)=inertiedat(:,:)
432       
433        ierr= NF_CLOSE(nid)
434
435      else if (choix_1.eq.1) then !  c'est l'appel a tabfi de phyeta0 qui
436                                  !  permet de changer les valeurs du
437                                  !  tab_cntrl Lmodif=1
438        tab0=0
439        Lmodif=1 ! Lmodif set to 1 to allow modifications in phyeta0                           
440        write(*,*) 'Reading file START'
441        fichnom = 'start.nc'
[1036]442        CALL dynetat0(fichnom,nqtot,vcov,ucov,teta,q,masse,
[38]443     .       ps,phis,time)
444
445        write(*,*) 'Reading file STARTFI'
446        fichnom = 'startfi.nc'
[1047]447        CALL phyetat0 (fichnom,tab0,Lmodif,nsoilmx,ngridmx,llm,nqtot,
[38]448     .        day_ini,time,
449     .        tsurf,tsoil,emis,q2,qsurf,co2ice)
450       
451        ! copy albedo and soil thermal inertia
452        do i=1,ngridmx
453          albfi(i) = albedodat(i)
454          do j=1,nsoilmx
455           ithfi(i,j) = inertiedat(i,j)
456          enddo
457        ! build a surfithfi(:) using 1st layer of ithfi(:), which might
458        ! be neede later on if reinitializing soil thermal inertia
459          surfithfi(i)=ithfi(i,1)
460        enddo
461
462      else
463        CALL exit(1)
464      endif
465
466      dtvr   = daysec/REAL(day_step)
467      dtphys   = dtvr * REAL(iphysiq)
468
469c=======================================================================
470c
471c=======================================================================
472! If tracer names follow 'old' convention (q01, q02, ...) then
473! rename them
474      count=0
[1036]475      do iq=1,nqtot
[38]476        txt=" "
477        write(txt,'(a1,i2.2)') 'q',iq
[1130]478        if (txt.eq.tname(iq)) then
[38]479          count=count+1
480        endif
[1036]481      enddo ! of do iq=1,nqtot
[38]482     
[618]483      ! initialize tracer names noms(:) and indexes (igcm_co2, igcm_h2o_vap, ...)
[1036]484      call initracer(ngridmx,nqtot,qsurf,co2ice)
[618]485     
[1036]486      if (count.eq.nqtot) then
[38]487        write(*,*) 'Newstart: updating tracer names'
[1130]488        ! copy noms(:) to tname(:) to have matching tracer names in physics
[618]489        ! and dynamics
[1130]490        tname(1:nqtot)=noms(1:nqtot)
[38]491      endif
492
493c=======================================================================
494c
495c=======================================================================
496
497      do ! infinite loop on list of changes
498
499      write(*,*)
500      write(*,*)
501      write(*,*) 'List of possible changes :'
[618]502      write(*,*) '~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
[38]503      write(*,*)
[618]504      write(*,*) 'flat         : no topography ("aquaplanet")'
505      write(*,*) 'bilball      : uniform albedo and thermal inertia'
506      write(*,*) 'z0           : set a uniform surface roughness length'
507      write(*,*) 'coldspole    : cold subsurface and high albedo at
508     $ S.Pole'
509      write(*,*) 'qname        : change tracer name'
510      write(*,*) 'q=0          : ALL tracer =zero'
511      write(*,*) 'q=x          : give a specific uniform value to one
512     $ tracer'
513      write(*,*) 'q=profile    : specify a profile for a tracer'
[1130]514      write(*,*) 'freedust     : rescale dust to a true value'
[618]515      write(*,*) 'ini_q        : tracers initialization for chemistry
516     $ and water vapour'
517      write(*,*) 'ini_q-h2o    : tracers initialization for chemistry
518     $ only'
519      write(*,*) 'ini_h2osurf  : reinitialize surface water ice '
520      write(*,*) 'noglacier    : Remove tropical H2O ice if |lat|<45'
521      write(*,*) 'watercapn    : H20 ice on permanent N polar cap '
522      write(*,*) 'watercaps    : H20 ice on permanent S polar cap '
523      write(*,*) 'wetstart     : start with a wet atmosphere'
524      write(*,*) 'isotherm     : Isothermal Temperatures, wind set to
525     $ zero'
526      write(*,*) 'co2ice=0     : remove CO2 polar cap'
527      write(*,*) 'ptot         : change total pressure'
528      write(*,*) 'therm_ini_s  : set soil thermal inertia to reference
529     $ surface values'
530      write(*,*) 'subsoilice_n : put deep underground ice layer in
531     $ northern hemisphere'
532      write(*,*) 'subsoilice_s : put deep underground ice layer in
533     $ southern hemisphere'
534      write(*,*) 'mons_ice     : put underground ice layer according
535     $ to MONS derived data'
[38]536
537        write(*,*)
538        write(*,*) 'Change to perform ?'
539        write(*,*) '   (enter keyword or return to end)'
540        write(*,*)
541
542        read(*,fmt='(a20)') modif
543        if (modif(1:1) .eq. ' ') exit ! exit loop on changes
544
545        write(*,*)
[164]546        write(*,*) trim(modif) , ' : '
[38]547
548c       'flat : no topography ("aquaplanet")'
549c       -------------------------------------
[164]550        if (trim(modif) .eq. 'flat') then
[38]551c         set topo to zero
552          CALL initial0(ip1jmp1,z_reel)
553          CALL multscal(ip1jmp1,z_reel,g,phis)
554          CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,phis,phisfi)
555          write(*,*) 'topography set to zero.'
556          write(*,*) 'WARNING : the subgrid topography parameters',
557     &    ' were not set to zero ! => set calllott to F'                   
558
559c        Choice for surface pressure
560         yes=' '
561         do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
562            write(*,*) 'Do you wish to choose homogeneous surface',
563     &                 'pressure (y) or let newstart interpolate ',
564     &                 ' the previous field  (n)?'
565             read(*,fmt='(a)') yes
566         end do
567         if (yes.eq.'y') then
568           flagps0=.true.
569           write(*,*) 'New value for ps (Pa) ?'
570 201       read(*,*,iostat=ierr) patm
571            if(ierr.ne.0) goto 201
572             write(*,*)
573             write(*,*) ' new ps everywhere (Pa) = ', patm
574             write(*,*)
575             do j=1,jjp1
576               do i=1,iip1
577                 ps(i,j)=patm
578               enddo
579             enddo
580         end if
581
582c       bilball : albedo, inertie thermique uniforme
583c       --------------------------------------------
[164]584        else if (trim(modif) .eq. 'bilball') then
[38]585          write(*,*) 'constante albedo and iner.therm:'
586          write(*,*) 'New value for albedo (ex: 0.25) ?'
587 101      read(*,*,iostat=ierr) alb_bb
588          if(ierr.ne.0) goto 101
589          write(*,*)
590          write(*,*) ' uniform albedo (new value):',alb_bb
591          write(*,*)
592
593          write(*,*) 'New value for thermal inertia (eg: 247) ?'
594 102      read(*,*,iostat=ierr) ith_bb
595          if(ierr.ne.0) goto 102
596          write(*,*) 'uniform thermal inertia (new value):',ith_bb
597          DO j=1,jjp1
598             DO i=1,iip1
599                alb(i,j) = alb_bb       ! albedo
600                do isoil=1,nsoilmx
601                  ith(i,j,isoil) = ith_bb       ! thermal inertia
602                enddo
603             END DO
604          END DO
605!          CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
606          CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
607          CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,alb,albfi)
[224]608       
609         ! also reset surface roughness length to default value
610         write(*,*) 'surface roughness length set to:',z0_default,' m'
611         z0(:)=z0_default
[38]612
[224]613!       z0 : set surface roughness length to a constant value
614!       -----------------------------------------------------
615        else if (trim(modif) .eq. 'z0') then
616          write(*,*) 'set a uniform surface roughness length'
617          write(*,*) ' value for z0_default (ex: ',z0_default,')?'
618          ierr=1
619          do while (ierr.ne.0)
620            read(*,*,iostat=ierr) z0_default
621          enddo
622          z0(:)=z0_default
623
[38]624c       coldspole : sous-sol de la calotte sud toujours froid
625c       -----------------------------------------------------
[164]626        else if (trim(modif) .eq. 'coldspole') then
[38]627          write(*,*)'new value for the subsurface temperature',
628     &   ' beneath the permanent southern polar cap ? (eg: 141 K)'
629 103      read(*,*,iostat=ierr) tsud
630          if(ierr.ne.0) goto 103
631          write(*,*)
632          write(*,*) ' new value of the subsurface temperature:',tsud
633c         nouvelle temperature sous la calotte permanente
634          do l=2,nsoilmx
635               tsoil(ngridmx,l) =  tsud
636          end do
637
638
639          write(*,*)'new value for the albedo',
640     &   'of the permanent southern polar cap ? (eg: 0.75)'
641 104      read(*,*,iostat=ierr) albsud
642          if(ierr.ne.0) goto 104
643          write(*,*)
644
645c         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
646c         Option 1:  only the albedo of the pole is modified :   
647          albfi(ngridmx)=albsud
648          write(*,*) 'ig=',ngridmx,'   albedo perennial cap ',
649     &    albfi(ngridmx)
650
651c         ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
652c          Option 2 A haute resolution : coordonnee de la vrai calotte ~   
653c           DO j=1,jjp1
654c             DO i=1,iip1
655c                ig=1+(j-2)*iim +i
656c                if(j.eq.1) ig=1
657c                if(j.eq.jjp1) ig=ngridmx
658c                if ((rlatu(j)*180./pi.lt.-84.).and.
659c     &            (rlatu(j)*180./pi.gt.-91.).and.
660c     &            (rlonv(i)*180./pi.gt.-91.).and.
661c     &            (rlonv(i)*180./pi.lt.0.))         then
662cc    albedo de la calotte permanente fixe a albsud
663c                   alb(i,j)=albsud
664c                   write(*,*) 'lat=',rlatu(j)*180./pi,
665c     &                      ' lon=',rlonv(i)*180./pi
666cc     fin de la condition sur les limites de la calotte permanente
667c                end if
668c             ENDDO
669c          ENDDO
670c      ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
671
672c         CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,alb,albfi)
673
674
675c       ptot : Modification of the total pressure: ice + current atmosphere
676c       -------------------------------------------------------------------
[164]677        else if (trim(modif) .eq. 'ptot') then
[38]678
679c         calcul de la pression totale glace + atm actuelle
680          patm=0.
681          airetot=0.
682          pcap=0.
683          DO j=1,jjp1
684             DO i=1,iim
685                ig=1+(j-2)*iim +i
686                if(j.eq.1) ig=1
687                if(j.eq.jjp1) ig=ngridmx
688                patm = patm + ps(i,j)*aire(i,j)
689                airetot= airetot + aire(i,j)
690                pcap = pcap + aire(i,j)*co2ice(ig)*g
691             ENDDO
692          ENDDO
693          ptoto = pcap + patm
694
695          print*,'Current total pressure at surface (co2 ice + atm) ',
696     &       ptoto/airetot
697
698          print*,'new value?'
699          read(*,*) ptotn
700          ptotn=ptotn*airetot
701          patmn=ptotn-pcap
702          print*,'ptoto,patm,ptotn,patmn'
703          print*,ptoto,patm,ptotn,patmn
704          print*,'Mult. factor for pressure (atm only)', patmn/patm
705          do j=1,jjp1
706             do i=1,iip1
707                ps(i,j)=ps(i,j)*patmn/patm
708             enddo
709          enddo
710
711c        Correction pour la conservation des traceurs
712         yes=' '
713         do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
714            write(*,*) 'Do you wish to conserve tracer total mass (y)',
715     &              ' or tracer mixing ratio (n) ?'
716             read(*,fmt='(a)') yes
717         end do
718
719         if (yes.eq.'y') then
720           write(*,*) 'OK : conservation of tracer total mass'
[1036]721           DO iq =1, nqtot
[38]722             DO l=1,llm
723               DO j=1,jjp1
724                  DO i=1,iip1
725                    q(i,j,l,iq)=q(i,j,l,iq)*patm/patmn
726                  ENDDO
727               ENDDO
728             ENDDO
729           ENDDO
730          else
731            write(*,*) 'OK : conservation of tracer mixing ratio'
732          end if
733
734c       qname : change tracer name
735c       --------------------------
736        else if (trim(modif).eq.'qname') then
737         yes='y'
738         do while (yes.eq.'y')
739          write(*,*) 'Which tracer name do you want to change ?'
[1036]740          do iq=1,nqtot
[1130]741            write(*,'(i3,a3,a20)')iq,' : ',trim(tname(iq))
[38]742          enddo
743          write(*,'(a35,i3)')
[1036]744     &            '(enter tracer number; between 1 and ',nqtot
[38]745          write(*,*)' or any other value to quit this option)'
746          read(*,*) iq
[1036]747          if ((iq.ge.1).and.(iq.le.nqtot)) then
[1130]748            write(*,*)'Change tracer name ',trim(tname(iq)),' to ?'
[38]749            read(*,*) txt
[1130]750            tname(iq)=txt
[38]751            write(*,*)'Do you want to change another tracer name (y/n)?'
752            read(*,'(a)') yes
753          else
754! inapropiate value of iq; quit this option
755            yes='n'
[1036]756          endif ! of if ((iq.ge.1).and.(iq.le.nqtot))
[38]757         enddo ! of do while (yes.ne.'y')
758
759c       q=0 : set tracers to zero
760c       -------------------------
[164]761        else if (trim(modif) .eq. 'q=0') then
[38]762c          mise a 0 des q (traceurs)
763          write(*,*) 'Tracers set to 0 (1.E-30 in fact)'
[1036]764           DO iq =1, nqtot
[38]765             DO l=1,llm
766               DO j=1,jjp1
767                  DO i=1,iip1
768                    q(i,j,l,iq)=1.e-30
769                  ENDDO
770               ENDDO
771             ENDDO
772           ENDDO
773
774c          set surface tracers to zero
[1036]775           DO iq =1, nqtot
[38]776             DO ig=1,ngridmx
777                 qsurf(ig,iq)=0.
778             ENDDO
779           ENDDO
780
781c       q=x : initialise tracer manually
782c       --------------------------------
[164]783        else if (trim(modif) .eq. 'q=x') then
[38]784             write(*,*) 'Which tracer do you want to modify ?'
[1036]785             do iq=1,nqtot
[1130]786               write(*,*)iq,' : ',trim(tname(iq))
[38]787             enddo
[1036]788             write(*,*) '(choose between 1 and ',nqtot,')'
[38]789             read(*,*) iq
[1036]790             if ((iq.lt.1).or.(iq.gt.nqtot)) then
[171]791               ! wrong value for iq, go back to menu
792               write(*,*) "wrong input value:",iq
793               cycle
794             endif
[1130]795             write(*,*)'mixing ratio of tracer ',trim(tname(iq)),
[38]796     &                 ' ? (kg/kg)'
797             read(*,*) val
798             DO l=1,llm
799               DO j=1,jjp1
800                  DO i=1,iip1
801                    q(i,j,l,iq)=val
802                  ENDDO
803               ENDDO
804             ENDDO
[1130]805             write(*,*) 'SURFACE value of tracer ',trim(tname(iq)),
[38]806     &                   ' ? (kg/m2)'
807             read(*,*) val
808             DO ig=1,ngridmx
809                 qsurf(ig,iq)=val
810             ENDDO
811
[563]812c       q=profile : initialize tracer with a given profile
813c       --------------------------------------------------
814        else if (trim(modif) .eq. 'q=profile') then
815             write(*,*) 'Tracer profile will be sought in ASCII file'
816             write(*,*) "'profile_tracer' where 'tracer' is tracer name"
817             write(*,*) "(one value per line in file; starting with"
818             write(*,*) "surface value, the 1st atmospheric layer"
819             write(*,*) "followed by 2nd, etc. up to top of atmosphere)"
820             write(*,*) 'Which tracer do you want to set?'
[1036]821             do iq=1,nqtot
[1130]822               write(*,*)iq,' : ',trim(tname(iq))
[563]823             enddo
[1036]824             write(*,*) '(choose between 1 and ',nqtot,')'
[563]825             read(*,*) iq
[1036]826             if ((iq.lt.1).or.(iq.gt.nqtot)) then
[563]827               ! wrong value for iq, go back to menu
828               write(*,*) "wrong input value:",iq
829               cycle
830             endif
831             ! look for input file 'profile_tracer'
[1130]832             txt="profile_"//trim(tname(iq))
[563]833             open(41,file=trim(txt),status='old',form='formatted',
834     &            iostat=ierr)
835             if (ierr.eq.0) then
836               ! OK, found file 'profile_...', load the profile
837               do l=1,llm+1
838                 read(41,*,iostat=ierr) profile(l)
839                 if (ierr.ne.0) then ! something went wrong
840                   exit ! quit loop
841                 endif
842               enddo
843               if (ierr.eq.0) then
844                 ! initialize tracer values
845                 qsurf(:,iq)=profile(1)
846                 do l=1,llm
847                   q(:,:,l,iq)=profile(l+1)
848                 enddo
[1130]849                 write(*,*)'OK, tracer ',trim(tname(iq)),
850     &               ' initialized ','using values from file ',trim(txt)
[563]851               else
852                 write(*,*)'problem reading file ',trim(txt),' !'
[1130]853                 write(*,*)'No modifications to tracer ',trim(tname(iq))
[563]854               endif
855             else
856               write(*,*)'Could not find file ',trim(txt),' !'
[1130]857               write(*,*)'No modifications to tracer ',trim(tname(iq))
[563]858             endif
859             
[1130]860c       q=profile : initialize tracer with a given profile
861c       --------------------------------------------------
862        else if (trim(modif) .eq. 'freedust') then
863          do l=1,llm
864            do j=1,jjp1
865              do i=1,iip1
866                if (igcm_dust_number .ne. 0)
867     &          q(i,j,l,igcm_dust_number)=
868     &                q(i,j,l,igcm_dust_number) * 1e-3 ! grosso modo
869                if (igcm_dust_mass .ne. 0)
870     &          q(i,j,l,igcm_dust_mass)=
871     &                q(i,j,l,igcm_dust_mass)   * 1e-3 ! grosso modo
872                if (igcm_ccn_number .ne. 0)
873     &          q(i,j,l,igcm_ccn_number)=
874     &                q(i,j,l,igcm_ccn_number) * 1e-3 ! grosso modo
875                if (igcm_ccn_mass .ne. 0)
876     &          q(i,j,l,igcm_ccn_mass)=
877     &                q(i,j,l,igcm_ccn_mass)   * 1e-3 ! grosso modo
878              end do
879            end do
880          end do
[563]881
[1130]882         ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
883          do l = 1,llm
884             do j = 1,jjp1
885                do iq = 1,nqtot
886                   q(iip1,j,l,iq) = q(1,j,l,iq)
887                end do
888             end do
889          end do
890
[38]891c       ini_q : Initialize tracers for chemistry
892c       -----------------------------------------------
[164]893        else if (trim(modif) .eq. 'ini_q') then
[618]894          flagh2o    = 1
895          flagthermo = 0
896          yes=' '
[38]897c         For more than 32 layers, possible to initiate thermosphere only     
898          if (llm.gt.32) then
899            do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
900            write(*,*)'',
901     &     'initialisation for thermosphere only? (y/n)'
902            read(*,fmt='(a)') yes
903            if (yes.eq.'y') then
[618]904            flagthermo=1
[38]905            else
[618]906            flagthermo=0
[38]907            endif
908            enddo 
909          endif
910         
[1047]911          call inichim_newstart(ngridmx, nq, q, qsurf, ps,
912     &                          flagh2o, flagthermo)
[664]913
914         ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
915          do l = 1,llm
916             do j = 1,jjp1
[1036]917                do iq = 1,nqtot
[664]918                   q(iip1,j,l,iq) = q(1,j,l,iq)
919                end do
920             end do
921          end do
922
[618]923          write(*,*) 'inichim_newstart: chemical species and
924     $ water vapour initialised'
[38]925
[664]926c       ini_q-h2o : as above except for the water vapour tracer
[38]927c       ------------------------------------------------------
[618]928        else if (trim(modif) .eq. 'ini_q-h2o') then
929          flagh2o    = 0
930          flagthermo = 0
931          yes=' '
[38]932          ! for more than 32 layers, possible to initiate thermosphere only     
933          if(llm.gt.32) then
934            do while ((yes.ne.'y').and.(yes.ne.'n'))
935            write(*,*)'',
936     &      'initialisation for thermosphere only? (y/n)'
937            read(*,fmt='(a)') yes
938            if (yes.eq.'y') then
[618]939            flagthermo=1
[38]940            else
[618]941            flagthermo=0
[38]942            endif
943            enddo
944          endif
[664]945
[618]946          call inichim_newstart(q, qsurf, ps, flagh2o, flagthermo)
[664]947
948         ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
949          do l = 1,llm
950             do j = 1,jjp1
[1036]951                do iq = 1,nqtot
[664]952                   q(iip1,j,l,iq) = q(1,j,l,iq)
953                end do
954             end do
955          end do
956
[618]957          write(*,*) 'inichim_newstart: chemical species initialised
958     $ (except water vapour)'
[38]959
960c      wetstart : wet atmosphere with a north to south gradient
961c      --------------------------------------------------------
[164]962       else if (trim(modif) .eq. 'wetstart') then
[38]963        ! check that there is indeed a water vapor tracer
964        if (igcm_h2o_vap.eq.0) then
965          write(*,*) "No water vapour tracer! Can't use this option"
966          stop
967        endif
968          DO l=1,llm
969            DO j=1,jjp1
[321]970              DO i=1,iip1-1
[38]971                q(i,j,l,igcm_h2o_vap)=150.e-6 * (rlatu(j)+pi/2.) / pi
972              ENDDO
[321]973              ! We want to have the very same value at lon -180 and lon 180
974              q(iip1,j,l,igcm_h2o_vap) = q(1,j,l,igcm_h2o_vap)
[38]975            ENDDO
976          ENDDO
977
978         write(*,*) 'Water mass mixing ratio at north pole='
979     *               ,q(1,1,1,igcm_h2o_vap)
980         write(*,*) '---------------------------south pole='
981     *               ,q(1,jjp1,1,igcm_h2o_vap)
982
[480]983c      ini_h2osurf : reinitialize surface water ice
984c      --------------------------------------------------
985        else if (trim(modif) .eq. 'ini_h2osurf') then
986          write(*,*)'max surface ice left?(e.g. 0.2 kg/m2=200microns)'
987 207      read(*,*,iostat=ierr) val
988          if(ierr.ne.0) goto 207
989          write(*,*)'also set negative values of surf ice to 0'
990           do ig=1,ngridmx
991              qsurf(ig,igcm_h2o_ice)=min(val,qsurf(ig,igcm_h2o_ice))
992              qsurf(ig,igcm_h2o_ice)=max(0.,qsurf(ig,igcm_h2o_ice))
993           end do
994
[38]995c      noglacier : remove tropical water ice (to initialize high res sim)
996c      --------------------------------------------------
[164]997        else if (trim(modif) .eq. 'noglacier') then
[38]998           do ig=1,ngridmx
999             j=(ig-2)/iim +2
1000              if(ig.eq.1) j=1
1001              write(*,*) 'OK: remove surface ice for |lat|<45'
1002              if (abs(rlatu(j)*180./pi).lt.45.) then
1003                   qsurf(ig,igcm_h2o_ice)=0.
1004              end if
1005           end do
1006
1007
1008c      watercapn : H20 ice on permanent northern cap
1009c      --------------------------------------------------
[164]1010        else if (trim(modif) .eq. 'watercapn') then
[38]1011           do ig=1,ngridmx
1012             j=(ig-2)/iim +2
1013              if(ig.eq.1) j=1
1014              if (rlatu(j)*180./pi.gt.80.) then
1015                   qsurf(ig,igcm_h2o_ice)=1.e5
1016                   write(*,*) 'ig=',ig,'    H2O ice mass (kg/m2)= ',
1017     &              qsurf(ig,igcm_h2o_ice)
1018                   write(*,*)'     ==> Ice mesh South boundary (deg)= ',
1019     &              rlatv(j)*180./pi
1020                end if
1021           enddo
1022
1023c      watercaps : H20 ice on permanent southern cap
1024c      -------------------------------------------------
[164]1025        else if (trim(modif) .eq. 'watercaps') then
[38]1026           do ig=1,ngridmx
1027               j=(ig-2)/iim +2
1028               if(ig.eq.1) j=1
1029               if (rlatu(j)*180./pi.lt.-80.) then
1030                   qsurf(ig,igcm_h2o_ice)=1.e5
1031                   write(*,*) 'ig=',ig,'   H2O ice mass (kg/m2)= ',
1032     &              qsurf(ig,igcm_h2o_ice)
1033                   write(*,*)'     ==> Ice mesh North boundary (deg)= ',
1034     &              rlatv(j-1)*180./pi
1035               end if
1036           enddo
1037
1038c       isotherm : Isothermal temperatures and no winds
1039c       ------------------------------------------------
[164]1040        else if (trim(modif) .eq. 'isotherm') then
[38]1041
1042          write(*,*)'Isothermal temperature of the atmosphere,
1043     &           surface and subsurface'
1044          write(*,*) 'Value of this temperature ? :'
1045 203      read(*,*,iostat=ierr) Tiso
1046          if(ierr.ne.0) goto 203
1047
1048          do ig=1, ngridmx
1049            tsurf(ig) = Tiso
1050          end do
1051          do l=2,nsoilmx
1052            do ig=1, ngridmx
1053              tsoil(ig,l) = Tiso
1054            end do
1055          end do
1056          flagiso=.true.
1057          call initial0(llm*ip1jmp1,ucov)
1058          call initial0(llm*ip1jm,vcov)
1059          call initial0(ngridmx*(llm+1),q2)
1060
1061c       co2ice=0 : remove CO2 polar ice caps'
1062c       ------------------------------------------------
[164]1063        else if (trim(modif) .eq. 'co2ice=0') then
[38]1064           do ig=1,ngridmx
1065              co2ice(ig)=0
1066              emis(ig)=emis(ngridmx/2)
1067           end do
1068       
1069!       therm_ini_s: (re)-set soil thermal inertia to reference surface values
1070!       ----------------------------------------------------------------------
1071
[164]1072        else if (trim(modif).eq.'therm_ini_s') then
[38]1073!          write(*,*)"surfithfi(1):",surfithfi(1)
1074          do isoil=1,nsoilmx
1075            inertiedat(1:ngridmx,isoil)=surfithfi(1:ngridmx)
1076          enddo
1077          write(*,*)'OK: Soil thermal inertia has been reset to referenc
1078     &e surface values'
1079!         write(*,*)"inertiedat(1,1):",inertiedat(1,1)
1080          ithfi(:,:)=inertiedat(:,:)
1081         ! recast ithfi() onto ith()
1082         call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1083! Check:
1084!         do i=1,iip1
1085!           do j=1,jjp1
1086!             do isoil=1,nsoilmx
1087!               write(77,*) i,j,isoil,"  ",ith(i,j,isoil)
1088!             enddo
1089!           enddo
1090!        enddo
1091
1092!       subsoilice_n: Put deep ice layer in northern hemisphere soil
1093!       ------------------------------------------------------------
1094
[164]1095        else if (trim(modif).eq.'subsoilice_n') then
[38]1096
1097         write(*,*)'From which latitude (in deg.), up to the north pole,
1098     &should we put subterranean ice?'
1099         ierr=1
1100         do while (ierr.ne.0)
1101          read(*,*,iostat=ierr) val
1102          if (ierr.eq.0) then ! got a value
1103            ! do a sanity check
1104            if((val.lt.0.).or.(val.gt.90)) then
1105              write(*,*)'Latitude should be between 0 and 90 deg. !!!'
1106              ierr=1
1107            else ! find corresponding jref (nearest latitude)
1108              ! note: rlatu(:) contains decreasing values of latitude
1109              !       starting from PI/2 to -PI/2
1110              do j=1,jjp1
1111                if ((rlatu(j)*180./pi.ge.val).and.
1112     &              (rlatu(j+1)*180./pi.le.val)) then
1113                  ! find which grid point is nearest to val:
1114                  if (abs(rlatu(j)*180./pi-val).le.
1115     &                abs((rlatu(j+1)*180./pi-val))) then
1116                   jref=j
1117                  else
1118                   jref=j+1
1119                  endif
1120                 
1121                 write(*,*)'Will use nearest grid latitude which is:',
1122     &                     rlatu(jref)*180./pi
1123                endif
1124              enddo ! of do j=1,jjp1
1125            endif ! of if((val.lt.0.).or.(val.gt.90))
1126          endif !of if (ierr.eq.0)
1127         enddo ! of do while
1128
1129         ! Build layers() (as in soil_settings.F)
1130         val2=sqrt(mlayer(0)*mlayer(1))
1131         val3=mlayer(1)/mlayer(0)
1132         do isoil=1,nsoilmx
1133           layer(isoil)=val2*(val3**(isoil-1))
1134         enddo
1135
1136         write(*,*)'At which depth (in m.) does the ice layer begin?'
1137         write(*,*)'(currently, the deepest soil layer extends down to:'
1138     &              ,layer(nsoilmx),')'
1139         ierr=1
1140         do while (ierr.ne.0)
1141          read(*,*,iostat=ierr) val2
1142!         write(*,*)'val2:',val2,'ierr=',ierr
1143          if (ierr.eq.0) then ! got a value, but do a sanity check
1144            if(val2.gt.layer(nsoilmx)) then
1145              write(*,*)'Depth should be less than ',layer(nsoilmx)
1146              ierr=1
1147            endif
1148            if(val2.lt.layer(1)) then
1149              write(*,*)'Depth should be more than ',layer(1)
1150              ierr=1
1151            endif
1152          endif
1153         enddo ! of do while
1154         
1155         ! find the reference index iref the depth corresponds to
1156!        if (val2.lt.layer(1)) then
1157!         iref=1
1158!        else
1159          do isoil=1,nsoilmx-1
1160           if((val2.gt.layer(isoil)).and.(val2.lt.layer(isoil+1)))
1161     &       then
1162             iref=isoil
1163             exit
1164           endif
1165          enddo
1166!        endif
1167         
1168!        write(*,*)'iref:',iref,'  jref:',jref
1169!        write(*,*)'layer',layer
1170!        write(*,*)'mlayer',mlayer
1171         
1172         ! thermal inertia of the ice:
1173         ierr=1
1174         do while (ierr.ne.0)
1175          write(*,*)'What is the value of subterranean ice thermal inert
1176     &ia? (e.g.: 2000)'
1177          read(*,*,iostat=ierr)iceith
1178         enddo ! of do while
1179         
1180         ! recast ithfi() onto ith()
1181         call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1182         
1183         do j=1,jref
1184!           write(*,*)'j:',j,'rlatu(j)*180./pi:',rlatu(j)*180./pi
1185            do i=1,iip1 ! loop on longitudes
1186             ! Build "equivalent" thermal inertia for the mixed layer
1187             ith(i,j,iref+1)=sqrt((layer(iref+1)-layer(iref))/
1188     &                     (((val2-layer(iref))/(ith(i,j,iref)**2))+
1189     &                      ((layer(iref+1)-val2)/(iceith)**2)))
1190             ! Set thermal inertia of lower layers
1191             do isoil=iref+2,nsoilmx
1192              ith(i,j,isoil)=iceith ! ice
1193             enddo
1194            enddo ! of do i=1,iip1
1195         enddo ! of do j=1,jjp1
1196         
1197
1198         CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
1199
1200!         do i=1,nsoilmx
1201!         write(*,*)'i:',i,'ithfi(1,i):',ithfi(1,i)
1202!        enddo
1203
1204       
1205!       subsoilice_s: Put deep ice layer in southern hemisphere soil
1206!       ------------------------------------------------------------
1207
[164]1208        else if (trim(modif).eq.'subsoilice_s') then
[38]1209
1210         write(*,*)'From which latitude (in deg.), down to the south pol
1211     &e, should we put subterranean ice?'
1212         ierr=1
1213         do while (ierr.ne.0)
1214          read(*,*,iostat=ierr) val
1215          if (ierr.eq.0) then ! got a value
1216            ! do a sanity check
1217            if((val.gt.0.).or.(val.lt.-90)) then
1218              write(*,*)'Latitude should be between 0 and -90 deg. !!!'
1219              ierr=1
1220            else ! find corresponding jref (nearest latitude)
1221              ! note: rlatu(:) contains decreasing values of latitude
1222              !       starting from PI/2 to -PI/2
1223              do j=1,jjp1
1224                if ((rlatu(j)*180./pi.ge.val).and.
1225     &              (rlatu(j+1)*180./pi.le.val)) then
1226                  ! find which grid point is nearest to val:
1227                  if (abs(rlatu(j)*180./pi-val).le.
1228     &                abs((rlatu(j+1)*180./pi-val))) then
1229                   jref=j
1230                  else
1231                   jref=j+1
1232                  endif
1233                 
1234                 write(*,*)'Will use nearest grid latitude which is:',
1235     &                     rlatu(jref)*180./pi
1236                endif
1237              enddo ! of do j=1,jjp1
1238            endif ! of if((val.lt.0.).or.(val.gt.90))
1239          endif !of if (ierr.eq.0)
1240         enddo ! of do while
1241
1242         ! Build layers() (as in soil_settings.F)
1243         val2=sqrt(mlayer(0)*mlayer(1))
1244         val3=mlayer(1)/mlayer(0)
1245         do isoil=1,nsoilmx
1246           layer(isoil)=val2*(val3**(isoil-1))
1247         enddo
1248
1249         write(*,*)'At which depth (in m.) does the ice layer begin?'
1250         write(*,*)'(currently, the deepest soil layer extends down to:'
1251     &              ,layer(nsoilmx),')'
1252         ierr=1
1253         do while (ierr.ne.0)
1254          read(*,*,iostat=ierr) val2
1255!         write(*,*)'val2:',val2,'ierr=',ierr
1256          if (ierr.eq.0) then ! got a value, but do a sanity check
1257            if(val2.gt.layer(nsoilmx)) then
1258              write(*,*)'Depth should be less than ',layer(nsoilmx)
1259              ierr=1
1260            endif
1261            if(val2.lt.layer(1)) then
1262              write(*,*)'Depth should be more than ',layer(1)
1263              ierr=1
1264            endif
1265          endif
1266         enddo ! of do while
1267         
1268         ! find the reference index iref the depth corresponds to
1269          do isoil=1,nsoilmx-1
1270           if((val2.gt.layer(isoil)).and.(val2.lt.layer(isoil+1)))
1271     &       then
1272             iref=isoil
1273             exit
1274           endif
1275          enddo
1276         
1277!        write(*,*)'iref:',iref,'  jref:',jref
1278         
1279         ! thermal inertia of the ice:
1280         ierr=1
1281         do while (ierr.ne.0)
1282          write(*,*)'What is the value of subterranean ice thermal inert
1283     &ia? (e.g.: 2000)'
1284          read(*,*,iostat=ierr)iceith
1285         enddo ! of do while
1286         
1287         ! recast ithfi() onto ith()
1288         call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1289         
1290         do j=jref,jjp1
1291!           write(*,*)'j:',j,'rlatu(j)*180./pi:',rlatu(j)*180./pi
1292            do i=1,iip1 ! loop on longitudes
1293             ! Build "equivalent" thermal inertia for the mixed layer
1294             ith(i,j,iref+1)=sqrt((layer(iref+1)-layer(iref))/
1295     &                     (((val2-layer(iref))/(ith(i,j,iref)**2))+
1296     &                      ((layer(iref+1)-val2)/(iceith)**2)))
1297             ! Set thermal inertia of lower layers
1298             do isoil=iref+2,nsoilmx
1299              ith(i,j,isoil)=iceith ! ice
1300             enddo
1301            enddo ! of do i=1,iip1
1302         enddo ! of do j=jref,jjp1
1303         
1304
1305         CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
1306
1307c       'mons_ice' : use MONS data to build subsurface ice table
1308c       --------------------------------------------------------
[164]1309        else if (trim(modif).eq.'mons_ice') then
[38]1310       
1311       ! 1. Load MONS data
1312        call load_MONS_data(MONS_Hdn,MONS_d21)
1313       
1314        ! 2. Get parameters from user
1315        ierr=1
1316        do while (ierr.ne.0)
1317          write(*,*) "Coefficient to apply to MONS 'depth' in Northern",
1318     &               " Hemisphere?"
1319          write(*,*) " (should be somewhere between 3.2e-4 and 1.3e-3)"
1320          read(*,*,iostat=ierr) MONS_coeffN
1321        enddo
1322        ierr=1
1323        do while (ierr.ne.0)
1324          write(*,*) "Coefficient to apply to MONS 'depth' in Southern",
1325     &               " Hemisphere?"
1326          write(*,*) " (should be somewhere between 3.2e-4 and 1.3e-3)"
1327          read(*,*,iostat=ierr) MONS_coeffS
1328        enddo
1329        ierr=1
1330        do while (ierr.ne.0)
1331          write(*,*) "Value of subterranean ice thermal inertia ",
1332     &               " in Northern hemisphere?"
1333          write(*,*) " (e.g.: 2000, or perhaps 2290)"
1334!          read(*,*,iostat=ierr) iceith
1335          read(*,*,iostat=ierr) iceithN
1336        enddo
1337        ierr=1
1338        do while (ierr.ne.0)
1339          write(*,*) "Value of subterranean ice thermal inertia ",
1340     &               " in Southern hemisphere?"
1341          write(*,*) " (e.g.: 2000, or perhaps 2290)"
1342!          read(*,*,iostat=ierr) iceith
1343          read(*,*,iostat=ierr) iceithS
1344        enddo
1345       
1346        ! 3. Build subterranean thermal inertia
1347       
1348        ! initialise subsurface inertia with reference surface values
1349        do isoil=1,nsoilmx
1350          ithfi(1:ngridmx,isoil)=surfithfi(1:ngridmx)
1351        enddo
1352        ! recast ithfi() onto ith()
1353        call gr_fi_dyn(nsoilmx,ngridmx,iip1,jjp1,ithfi,ith)
1354       
1355        do i=1,iip1 ! loop on longitudes
1356          do j=1,jjp1 ! loop on latitudes
1357            ! set MONS_coeff
1358            if (rlatu(j).ge.0) then ! northern hemisphere
1359              ! N.B: rlatu(:) contains decreasing values of latitude
1360              !       starting from PI/2 to -PI/2
1361              MONS_coeff=MONS_coeffN
1362              iceith=iceithN
1363            else ! southern hemisphere
1364              MONS_coeff=MONS_coeffS
1365              iceith=iceithS
1366            endif
1367            ! check if we should put subterranean ice
1368            if (MONS_Hdn(i,j).ge.14.0) then ! no ice if Hdn<14%
1369              ! compute depth at which ice lies:
1370              val=MONS_d21(i,j)*MONS_coeff
1371              ! compute val2= the diurnal skin depth of surface inertia
1372              ! assuming a volumetric heat cap. of C=1.e6 J.m-3.K-1
1373              val2=ith(i,j,1)*1.e-6*sqrt(88775./3.14159)
1374              if (val.lt.val2) then
1375                ! ice must be below the (surface inertia) diurnal skin depth
1376                val=val2
1377              endif
1378              if (val.lt.layer(nsoilmx)) then ! subterranean ice
1379                ! find the reference index iref that depth corresponds to
1380                iref=0
1381                do isoil=1,nsoilmx-1
1382                 if ((val.ge.layer(isoil)).and.(val.lt.layer(isoil+1)))
1383     &             then
1384                   iref=isoil
1385                   exit
1386                 endif
1387                enddo
1388                ! Build "equivalent" thermal inertia for the mixed layer
1389                ith(i,j,iref+1)=sqrt((layer(iref+1)-layer(iref))/
1390     &                     (((val-layer(iref))/(ith(i,j,iref+1)**2))+
1391     &                      ((layer(iref+1)-val)/(iceith)**2)))
1392                ! Set thermal inertia of lower layers
1393                do isoil=iref+2,nsoilmx
1394                  ith(i,j,isoil)=iceith
1395                enddo
1396              endif ! of if (val.lt.layer(nsoilmx))
1397            endif ! of if (MONS_Hdn(i,j).lt.14.0)
1398          enddo ! do j=1,jjp1
1399        enddo ! do i=1,iip1
1400       
1401! Check:
1402!         do i=1,iip1
1403!           do j=1,jjp1
1404!             do isoil=1,nsoilmx
1405!               write(77,*) i,j,isoil,"  ",ith(i,j,isoil)
1406!             enddo
1407!           enddo
1408!        enddo
1409
1410        ! recast ith() into ithfi()
1411        CALL gr_dyn_fi(nsoilmx,iip1,jjp1,ngridmx,ith,ithfi)
1412       
1413        else
1414          write(*,*) '       Unknown (misspelled?) option!!!'
[164]1415        end if ! of if (trim(modif) .eq. '...') elseif ...
[38]1416       
1417       enddo ! of do ! infinite loop on liste of changes
1418
1419 999  continue
1420
1421 
1422c=======================================================================
1423c   Correct pressure on the new grid (menu 0)
1424c=======================================================================
1425
1426      if (choix_1.eq.0) then
1427        r = 1000.*8.31/mugaz
1428
1429        do j=1,jjp1
1430          do i=1,iip1
1431             ps(i,j) = ps(i,j) *
1432     .            exp((phisold_newgrid(i,j)-phis(i,j)) /
1433     .                                  (t(i,j,1) * r))
1434          end do
1435        end do
1436 
1437c periodicity of surface ps in longitude
1438        do j=1,jjp1
1439          ps(1,j) = ps(iip1,j)
1440        end do
1441      end if
1442
1443c=======================================================================
1444c=======================================================================
1445
1446c=======================================================================
1447c    Initialisation de la physique / ecriture de newstartfi :
1448c=======================================================================
1449
1450
1451      CALL inifilr
1452      CALL pression(ip1jmp1, ap, bp, ps, p3d)
1453
1454c-----------------------------------------------------------------------
1455c   Initialisation  pks:
1456c-----------------------------------------------------------------------
1457
1458      CALL exner_hyb(ip1jmp1, ps, p3d, beta, pks, pk, pkf)
1459! Calcul de la temperature potentielle teta
1460
1461      if (flagiso) then
1462          DO l=1,llm
1463             DO j=1,jjp1
1464                DO i=1,iim
1465                   teta(i,j,l) = Tiso * cpp/pk(i,j,l)
1466                ENDDO
1467                teta (iip1,j,l)= teta (1,j,l)
1468             ENDDO
1469          ENDDO
1470      else if (choix_1.eq.0) then
1471         DO l=1,llm
1472            DO j=1,jjp1
1473               DO i=1,iim
1474                  teta(i,j,l) = t(i,j,l) * cpp/pk(i,j,l)
1475               ENDDO
1476               teta (iip1,j,l)= teta (1,j,l)
1477            ENDDO
1478         ENDDO
1479      endif
1480
1481C Calcul intermediaire
1482c
1483      if (choix_1.eq.0) then
1484         CALL massdair( p3d, masse  )
1485c
1486         print *,' ALPHAX ',alphax
1487
1488         DO  l = 1, llm
1489           DO  i    = 1, iim
1490             xppn(i) = aire( i, 1   ) * masse(  i     ,  1   , l )
1491             xpps(i) = aire( i,jjp1 ) * masse(  i     , jjp1 , l )
1492           ENDDO
1493             xpn      = SUM(xppn)/apoln
1494             xps      = SUM(xpps)/apols
1495           DO i   = 1, iip1
1496             masse(   i   ,   1     ,  l )   = xpn
1497             masse(   i   ,   jjp1  ,  l )   = xps
1498           ENDDO
1499         ENDDO
1500      endif
1501      phis(iip1,:) = phis(1,:)
1502
1503      CALL inidissip ( lstardis, nitergdiv, nitergrot, niterh,
1504     *                tetagdiv, tetagrot , tetatemp  )
1505      itau=0
1506      if (choix_1.eq.0) then
1507         day_ini=int(date)
[999]1508         hour_ini=date-int(date)
[38]1509      endif
1510c
1511      CALL geopot  ( ip1jmp1, teta  , pk , pks,  phis  , phi   )
1512
1513      CALL caldyn0( itau,ucov,vcov,teta,ps,masse,pk,phis ,
1514     *                phi,w, pbaru,pbarv,day_ini+time )
1515c     CALL caldyn
1516c    $  ( itau,ucov,vcov,teta,ps,masse,pk,pkf,phis ,
1517c    $    phi,conser,du,dv,dteta,dp,w, pbaru,pbarv, day_ini )
1518
[1036]1519      CALL dynredem0("restart.nc",day_ini,anneeref,phis,nqtot)
[999]1520      CALL dynredem1("restart.nc",hour_ini,vcov,ucov,teta,q,
[1036]1521     .               nqtot,masse,ps)
[38]1522C
1523C Ecriture etat initial physique
1524C
1525
[1047]1526      call physdem0("restartfi.nc",lonfi,latfi,nsoilmx,ngridmx,llm,
1527     .              nqtot,dtphys,real(day_ini),0.0,
[38]1528     .              airefi,albfi,ithfi,zmea,zstd,zsig,zgam,zthe)
[1047]1529      call physdem1("restartfi.nc",nsoilmx,ngridmx,llm,nqtot,
[999]1530     .              dtphys,hour_ini,
1531     .              tsurf,tsoil,co2ice,emis,q2,qsurf)
[38]1532
1533c=======================================================================
1534c       Formats
1535c=======================================================================
1536
1537   1  FORMAT(//10x,'la valeur de im =',i4,2x,'lue sur le fichier de dema
1538     *rrage est differente de la valeur parametree iim =',i4//)
1539   2  FORMAT(//10x,'la valeur de jm =',i4,2x,'lue sur le fichier de dema
1540     *rrage est differente de la valeur parametree jjm =',i4//)
1541   3  FORMAT(//10x,'la valeur de lllm =',i4,2x,'lue sur le fichier demar
1542     *rage est differente de la valeur parametree llm =',i4//)
1543
[171]1544      write(*,*) "newstart: All is well that ends well."
1545
[38]1546      end
1547
1548!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1549      subroutine load_MONS_data(MONS_Hdn,MONS_d21)
1550      implicit none
1551      ! routine to load Benedicte Diez MONS dataset, fill in date in southern
1552      ! polar region, and interpolate the result onto the GCM grid
1553#include"dimensions.h"
1554#include"paramet.h"
1555#include"datafile.h"
1556#include"comgeom.h"
1557      ! arguments:
1558      real,intent(out) :: MONS_Hdn(iip1,jjp1) ! Hdn: %WEH=Mass fraction of H2O
1559      real,intent(out) :: MONS_d21(iip1,jjp1) ! ice table "depth" (in kg/m2)
1560      ! N.B MONS datasets should be of dimension (iip1,jjp1)
1561      ! local variables:
1562      character(len=88) :: filename="results_MONS_lat_lon_H_depth.txt"
1563      character(len=88) :: txt ! to store some text
1564      integer :: ierr,i,j
1565      integer,parameter :: nblon=180 ! number of longitudes of MONS datasets
1566      integer,parameter :: nblat=90 ! number of latitudes of MONS datasets
1567      real :: pi
1568      real :: longitudes(nblon) ! MONS dataset longitudes
1569      real :: latitudes(nblat)  ! MONS dataset latitudes
1570      ! MONS dataset: mass fraction of H2O where H is assumed to be in H2O
1571      real :: Hdn(nblon,nblat)
1572      real :: d21(nblon,nblat)! MONS dataset "depth" (g/cm2)
1573
1574      ! Extended MONS dataset (for interp_horiz)
1575      real :: Hdnx(nblon+1,nblat)
1576      real :: d21x(nblon+1,nblat)
1577      real :: lon_bound(nblon+1) ! longitude boundaries
1578      real :: lat_bound(nblat-1) ! latitude boundaries
1579
1580      ! 1. Initializations:
1581
1582      write(*,*) "Loading MONS data"
1583
1584      ! Open MONS datafile:
1585      open(42,file=trim(datafile)//"/"//trim(filename),
1586     &     status="old",iostat=ierr)
1587      if (ierr/=0) then
1588        write(*,*) "Error in load_MONS_data:"
1589        write(*,*) "Failed opening file ",
1590     &             trim(datafile)//"/"//trim(filename)
1591        write(*,*)'1) You can change the path to the file in '
1592        write(*,*)'   file phymars/datafile.h'
1593        write(*,*)'2) If necessary ',trim(filename),
1594     &                 ' (and other datafiles)'
1595        write(*,*)'   can be obtained online at:'
1596        write(*,*)' http://www.lmd.jussieu.fr/~forget/datagcm/datafile'
1597        CALL ABORT
1598      else ! skip first line of file (dummy read)
1599         read(42,*) txt
1600      endif
1601
1602      pi=2.*asin(1.)
1603     
1604      !2. Load MONS data (on MONS grid)
1605      do j=1,nblat
1606        do i=1,nblon
1607        ! swap latitude index so latitudes go from north pole to south pole:
1608          read(42,*) latitudes(nblat-j+1),longitudes(i),
1609     &               Hdn(i,nblat-j+1),d21(i,nblat-j+1)
1610        ! multiply d21 by 10 to convert from g/cm2 to kg/m2
1611          d21(i,nblat-j+1)=d21(i,nblat-j+1)*10.0
1612        enddo
1613      enddo
1614      close(42)
1615     
1616      ! there is unfortunately no d21 data for latitudes -77 to -90
1617      ! so we build some by linear interpolation between values at -75
1618      ! and assuming d21=0 at the pole
1619      do j=84,90 ! latitudes(84)=-77 ; latitudes(83)=-75
1620        do i=1,nblon
1621          d21(i,j)=d21(i,83)*((latitudes(j)+90)/15.0)
1622        enddo
1623      enddo
1624
1625      ! 3. Build extended MONS dataset & boundaries (for interp_horiz)
1626      ! longitude boundaries (in radians):
1627      do i=1,nblon
1628        ! NB: MONS data is every 2 degrees in longitude
1629        lon_bound(i)=(longitudes(i)+1.0)*pi/180.0
1630      enddo
1631      ! extra 'modulo' value
1632      lon_bound(nblon+1)=lon_bound(1)+2.0*pi
1633     
1634      ! latitude boundaries (in radians):
1635      do j=1,nblat-1
1636        ! NB: Mons data is every 2 degrees in latitude
1637        lat_bound(j)=(latitudes(j)-1.0)*pi/180.0
1638      enddo
1639     
1640      ! MONS datasets:
1641      do j=1,nblat
1642        Hdnx(1:nblon,j)=Hdn(1:nblon,j)
1643        Hdnx(nblon+1,j)=Hdnx(1,j)
1644        d21x(1:nblon,j)=d21(1:nblon,j)
1645        d21x(nblon+1,j)=d21x(1,j)
1646      enddo
1647     
1648      ! Interpolate onto GCM grid
1649      call interp_horiz(Hdnx,MONS_Hdn,nblon,nblat-1,iim,jjm,1,
1650     &                  lon_bound,lat_bound,rlonu,rlatv)
1651      call interp_horiz(d21x,MONS_d21,nblon,nblat-1,iim,jjm,1,
1652     &                  lon_bound,lat_bound,rlonu,rlatv)
1653     
1654      end subroutine
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.