source: trunk/LMDZ.VENUS/libf/phyvenus/dyn1d/rcm1d.F @ 3540

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SL: bug for 1D (was using constant Cp since cpofT keyword not defined)

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Line 
1      PROGRAM rcm1d
2     
3      USE infotrac
4      use control_mod, only: planet_type,day_step,cpofT
5      USE phys_state_var_mod
6      use chemparam_mod
7      USE comconst_mod, ONLY: cpp,t0_venus,nu_venus
8      use cpdet_mod, only: ini_cpdet
9      use moyzon_mod, only: tmoy
10      USE comvert_mod, ONLY: ap,bp,presnivs,pa,preff,nivsigs,nivsig,
11     .                       aps,bps,scaleheight,pseudoalt,
12     .                       disvert_type,pressure_exner
13      use conc, only: rho,mmean
14      USE iniphysiq_mod, ONLY: iniphysiq
15      USE mod_const_mpi, ONLY: comm_lmdz
16      USE physiq_mod, ONLY: physiq
17      USE logic_mod, ONLY: iflag_trac
18! For XIOS outputs:
19      USE mod_const_mpi, ONLY: init_const_mpi
20      USE parallel_lmdz, ONLY: init_parallel
21      IMPLICIT NONE
22
23c=======================================================================
24c   subject:
25c   --------
26c   PROGRAM useful to run physical part of the venusian GCM in a 1D column
27c       
28c Can be compiled with a command like (e.g. for 50 layers)
29c  "makelmdz_lmdz -p venus -d 50 rcm1d"
30c If you want XIOS outputs, then you'll need to compile with MPI and xios:
31c  "makelmdz_lmdz -p venus -parallel mpi -io xios -d 50 rcm1d"
32c but the model should then be run using a single core, i.e. without mpirun
33
34c It requires the files "rcm1d.def" "physiq.def"
35c      and a file describing the sigma layers (e.g. "z2sig.def")
36c
37c   author: Frederic Hourdin, R.Fournier,F.Forget (original Mars version)
38c   ------- Sebastien Lebonnois (Venus version)
39c   
40c=======================================================================
41
42#include "dimensions.h"
43#include "dimsoil.h"
44#include "comcstfi.h"
45#include "netcdf.inc"
46#include "clesphys.h"
47#include "iniprint.h"
48#include "tabcontrol.h"
49
50c --------------------------------------------------------------
51c  Declarations
52c --------------------------------------------------------------
53c
54      INTEGER unit           ! unite de lecture de "rcm1d.def"
55      INTEGER unitstart      ! unite d'ecriture de "startphy.nc"
56      INTEGER nlayer,nlevel,nsoil,ndt
57      INTEGER ilayer,ilevel,isoil,idt,iq,i
58      LOGICAl firstcall,lastcall
59      REAL :: nb_days ! number of Vdays (and/or fraction thererof) to run
60c
61      INTEGER day0          ! date initial (sol ; =0 a Ls=0)
62      REAL day              ! date durant le run
63      REAL time             ! time (0<time<1 ; time=0.5 a midi)
64      REAL play(llm)   ! Pressure at the middle of the layers (Pa)
65      REAL plev(llm+1) ! intermediate pressure levels (pa)
66      REAL psurf     
67      REAL u(llm),v(llm)  ! zonal, meridional wind
68      REAL gru,grv   ! prescribed "geostrophic" background wind
69      REAL temp(llm)   ! temperature at the middle of the layers
70      REAL,allocatable :: q(:,:) ! tracer mixing ratio (e.g. kg/kg)
71      REAL zlay(llm)   ! altitude estimee dans les couches (km)
72      REAL long(1),lati(1),area(1)
73      REAL cufi(1),cvfi(1)
74      REAL phisfi(1)
75
76c    Physical and dynamical tandencies (e.g.  m.s-2, K/s, Pa/s)
77      REAL du(llm),dv(llm),dtemp(llm)
78      REAL dudyn(llm),dvdyn(llm),dtempdyn(llm)
79      REAL dpsurf(1)   
80      REAL,allocatable :: dq(:,:)
81
82c   Various intermediate variables
83      REAL zls
84      REAL phi(llm),s(llm)
85      REAL pk(llm),pks, w(llm)
86      INTEGER l, ierr, aslun
87      REAL tmp1(0:llm),tmp2(0:llm)                       
88
89      character*2 str2
90
91      real pi
92
93!     initialisation des traceurs
94      logical :: file_is_present
95      integer :: idummy
96      real :: dummy
97
98c=======================================================================
99c INITIALISATION
100
101      lunout = 6
102
103#ifdef CPP_XIOS
104      call init_const_mpi
105      call init_parallel
106#endif
107
108c ------------------------------------------------------
109c  Constantes prescrites ICI
110c ------------------------------------------------------
111
112      pi=2.E+0*asin(1.E+0)
113
114c     Constante de la Planete Venus
115c     -----------------------------
116      planet_type = "venus"
117      rad=6051300.               ! rayon de Venus (m)  ~6051300 m
118      daysec= 1.0087e7           ! duree du sol (s)  ~1.e7 s
119      omeg=4.*asin(1.)/19.4141e6 ! vitesse de rotation (rad.s-1)
120      g= 8.87                    ! gravite (m.s-2) ~8.87
121      mugaz=43.44                ! Masse molaire de l'atm (g.mol-1) ~43.44
122! ADAPTATION GCM POUR CP(T)
123! VENUS: Cp(T) = cpp*(T/T0)^nu
124! avec cpp=1000., T0=460. et nu=0.35
125      cpofT=.true.
126      cpp=1.0e3
127! Version Cp constant
128!     cpofT=.false.
129!     cpp=9.0e2
130      r= 8.314511E+0 *1000.E+0/mugaz
131      rcp= r/cpp
132
133c-----------------------------------------------------------------------
134c   Initialisation des traceursphyven   
135c   ---------------------------
136c  Choix du nombre de traceurs et du schema pour l'advection
137c  dans fichier traceur.def
138      call infotrac_init
139      iflag_trac=0
140      if (nqtot.gt.1) iflag_trac=1
141
142c Allocation de la tableau q : champs advectes   
143      allocate(q(llm,nqtot))
144      allocate(dq(llm,nqtot))
145
146c ------------------------------------------------------
147c  Lecture des parametres dans "rcm1d.def"
148c ------------------------------------------------------
149
150c   Opening parameters file "rcm1d.def"
151c   ---------------------------------------
152      unit =97
153      OPEN(unit,file='rcm1d.def',status='old',form='formatted'
154     .     ,iostat=ierr)
155
156      IF(ierr.ne.0) THEN
157        write(*,*) 'Problem to open "rcm1d.def'
158        write(*,*) 'Is it there ?'
159        stop
160      END IF
161
162c  Date et heure locale du debut du run
163c  ------------------------------------
164c    Date (en sols depuis le solstice de printemps) du debut du run
165      day0 = 0
166      PRINT *,'date de depart ?'
167      READ(unit,*) day0
168      day=REAL(day0)
169      PRINT *,day0
170c  Heure de demarrage
171      PRINT *,'heure de debut de simulation (entre 0 et 24) ?'
172      READ(unit,*) time
173      time=time/24.E+0
174
175c  Discretisation (Definition de la grille et des pas de temps)
176c  --------------
177c
178      nlayer=llm
179      nlevel=nlayer+1
180      nsoil=nsoilmx
181      PRINT *,'nombre de pas de temps par jour ?'
182      READ(unit,*) day_step
183      print*,day_step
184
185c     PRINT *,'nombre d appel au rayonnement par jour ?'
186c     READ(unit,*) nbapp_rad
187c     print*,nbapp_rad
188c LU DANS PHYSIQ.DEF...
189      nbapp_rad = 24000
190
191      PRINT *,'nombre de jours simules ?'
192      READ(unit,*) nb_days
193      print*,nb_days
194
195      ndt=nint(nb_days*day_step) 
196      write(*,*) " => will run ", ndt," timesteps"   
197      dtphys=daysec/day_step 
198      dtime=dtphys
199
200c Pression de surface sur la planete
201c ------------------------------------
202c
203      PRINT *,'pression au sol'
204      READ(unit,*) psurf
205      PRINT *,psurf
206c Pression de reference  ! voir dyn3d/etat0_venus
207c     pa     =  5.e4
208      pa     =  1.e6
209      preff  = 9.2e6 ! 92 bars
210c     preff  = psurf
211 
212c  latitude/longitude
213c  -------------------
214      PRINT *,'latitude en degres ?'
215      READ(unit,*) lati(1)
216      PRINT *,lati(1)
217      lati(1)=lati(1)*pi/180.  ! must be in radians.
218      long(1)=0.E+0
219
220c   Initialisation speciales "physiq"
221c   ---------------------------------
222
223!      CALL init_phys_lmdz(iim,jjm,llm,1,(/1/))
224
225c   la surface de chaque maille est inutile en 1D --->
226      area(1)=1.E+0
227c de meme ?
228      cufi(1)=1.E+0
229      cvfi(1)=1.E+0
230
231      call ini_cpdet
232
233
234c Ehouarn: iniphysiq requires arrays related to (3D) dynamics grid,
235c e.g. for cell boundaries, which are meaningless in 1D; so pad these
236c with '0.' when necessary
237      CALL iniphysiq(1,1,llm,
238     &            1,comm_lmdz,
239     &            daysec,day0,dtphys,
240     &            (/lati(1),0./),(/0./),
241     &            (/0.,0./),(/long(1),0./),
242     &            (/ (/area,0./),(/0.,0./) /),
243     &            (/cufi,0.,0.,0./),
244     &            (/cvfi,0./),
245     &             rad,g,r,cpp,1)
246
247c   le geopotentiel au sol est inutile en 1D car tout est controle
248c   par la pression de surface --->
249      phisfi(1)=0.E+0
250
251c   Initialisation pour prendre en compte les vents en 1-D
252c   ------------------------------------------------------
253 
254c    vent geostrophique
255      PRINT *,'composante vers l est du vent geostrophique (U) ?'
256      READ(unit,*) gru
257      PRINT *,'composante vers le nord du vent geostrophique (V) ?'
258      READ(unit,*) grv
259
260c     Initialisation des vents  au premier pas de temps
261      DO ilayer=1,nlayer
262         u(ilayer)=gru
263         v(ilayer)=grv
264         w(ilayer)=0
265      ENDDO
266
267c  calcul des pressions et altitudes en utilisant les niveaux sigma
268c  ----------------------------------------------------------------
269
270c    Vertical Coordinates  (hybrids)
271c    """"""""""""""""""""
272      CALL  disvert_noterre
273     
274c     Calcul au milieu des couches : Vient de la version Mars
275c     WARNING : le choix de placer le milieu des couches au niveau de
276c     pression intermédiaire est arbitraire et pourrait etre modifié.
277c     C'est fait de la meme facon dans disvert
278
279      DO l = 1, llm
280       aps(l) =  0.5 *( ap(l) +ap(l+1))
281       bps(l) =  0.5 *( bp(l) +bp(l+1))
282      ENDDO
283
284      DO ilevel=1,nlevel
285        plev(ilevel)=ap(ilevel)+psurf*bp(ilevel)
286      ENDDO
287
288      DO ilayer=1,nlayer
289        play(ilayer)=aps(ilayer)+psurf*bps(ilayer)
290        pk(ilayer)  =cpp*(play(ilayer)/preff)**rcp
291c       write(120,*) ilayer,plev(ilayer),play(ilayer)
292      ENDDO
293c     write(120,*) nlevel,plev(nlevel)
294c     stop
295     
296      pks=cpp*(psurf/preff)**rcp
297
298c  init des variables pour phyredem
299c  --------------------------------
300      call phys_state_var_init(nqtot)
301
302c  profil de temperature et altitude au premier appel
303c  --------------------------------------------------
304
305c modif par rapport a Mars:
306c   on envoie dz/T=-log(play/psurf)*r/g dans profile
307      tmp1(0)=0.0
308      tmp1(1)= -log(play(1)/psurf)*r/g
309      DO ilayer=2,nlayer
310        tmp1(ilayer)=-log(play(ilayer)/play(ilayer-1))*r/g
311      ENDDO
312      call profile(unit,nlayer+1,tmp1,tmp2)
313      CLOSE(unit)
314
315      print*,"               Pression        Altitude     Temperature"
316      ilayer=1
317      ftsol(1)=tmp2(0)
318       temp(1)=tmp2(1)
319       zlay(1)=tmp2(1)*tmp1(1)
320      print*,"           0",ftsol(1)
321      print*,ilayer,play(ilayer),zlay(ilayer),temp(ilayer)
322      DO ilayer=2,nlayer
323        temp(ilayer)=tmp2(ilayer)
324        zlay(ilayer)=zlay(ilayer-1)+tmp2(ilayer)*tmp1(ilayer)
325        print*,ilayer,play(ilayer),zlay(ilayer),temp(ilayer)
326      ENDDO
327
328      allocate(tmoy(llm))
329      tmoy(:)=temp(:)
330     
331c     temperature du sous-sol
332c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
333      DO isoil=1,nsoil
334         ftsoil(1,isoil)=ftsol(1)
335      ENDDO
336
337c    Initialisation des traceurs
338c    ---------------------------
339
340      DO iq=1,nqtot
341        DO ilayer=1,nlayer
342           q(ilayer,iq) = 0.
343        ENDDO
344      ENDDO
345
346      if (iflag_trac.eq.1) then
347      print*,"rcm1d: Loading chemistry profiles from init_1D.txt"
348      ! check if the file is indeed there
349      inquire(file="init_1D.txt",exist=file_is_present)
350      if (file_is_present) then
351        open(21, form = 'formatted', file = 'init_1D.txt')
352        read(21,*)
353        do ilayer = nlayer,1,-1
354          read(21,*) idummy, dummy, dummy, (q(ilayer,iq), iq = 1,nqtot)
355!        print*, idummy, q(ilayer,1), q(ilayer,nqtot)
356        end do
357        close(21)
358      else
359        write(*,*) "Cannot find input file init_1D.txt!"
360        write(*,*) "Might as well stop here"
361        stop
362      endif ! of if(file_is_present)
363      endif ! iflag_trac
364
365c    Initialisation des parametres d'oro
366c    -----------------------------------
367
368      zmea(1) = 0.
369      zstd(1) = 0.
370      zsig(1) = 0.
371      zgam(1) = 0.
372      zthe(1) = 0.
373      zpic(1) = 0.
374      zval(1) = 0.
375
376c  Initialisation albedo
377c  ----------------------
378
379      falbe(1)=0.1
380
381c  Ecriture de "startphy.nc"
382c  -------------------------
383c  (Ce fichier sera aussitot relu au premier
384c   appel de "physiq", mais il est necessaire pour passer
385c   les variables purement physiques a "physiq"...
386
387      solsw(1)    = 0.
388      sollw(1)    = 0.
389      fder(1)     = 0.
390      dlw(1)      = 0.
391      sollwdown(1)= 0.
392      radsol(1)   = 0.
393
394      t_ancien(1,:)=0.
395      q2(1,:)=0.
396
397      radpas      = NINT(1.*day_step/nbapp_rad)
398      soil_model  = .true.
399
400      call phyredem("startphy.nc")
401
402c  deallocation des variables phyredem
403c  -----------------------------------
404      call phys_state_var_end
405
406c=======================================================================
407c  BOUCLE TEMPORELLE DU MODELE 1D
408c=======================================================================
409c
410!TEMPORAIRE
411
412      firstcall=.true.
413      lastcall=.false.
414
415!     debut de boucle temporelle
416
417      DO idt=1,ndt
418        IF (idt.eq.ndt) then
419         lastcall=.true.
420c toujours nulle dans le cas de Venus, pour l'instant...
421         zls = 0.0
422c        write(103,*) 'Ls=',zls*180./pi
423c        write(103,*) 'Lat=', lati(1)
424c        write(103,*) 'RunEnd - Atmos. Temp. File'
425c        write(103,*) 'RunEnd - Atmos. Temp. File'
426c        write(104,*) 'Ls=',zls*180./pi
427c        write(104,*) 'Lat=', lati(1)
428c        write(104,*) 'RunEnd - Atmos. Temp. File'
429        ENDIF
430
431c    calcul du geopotentiel
432c     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
433! ADAPTATION GCM POUR CP(T)
434      DO ilayer=1,nlayer
435        s(ilayer)=(play(ilayer)/psurf)**rcp
436      ENDDO
437      phi(1)=cpp*temp(1)*(1.E+0-s(1))
438      DO ilayer=2,nlayer
439         phi(ilayer)=phi(ilayer-1)+
440     &     cpp*(temp(ilayer-1)/s(ilayer-1)+temp(ilayer)/s(ilayer))*0.5
441     &        *(s(ilayer-1)-s(ilayer))
442
443      ENDDO
444
445c       appel de la physique
446c       --------------------
447
448      CALL physiq (1,llm,nqtot,
449     ,     firstcall,lastcall,
450     ,     day,time,dtphys,
451     ,     plev,play,pk,phi,phisfi,
452     ,     presnivs,
453     ,     u,v,temp,q,
454     ,     w,
455C - sorties
456     s     du,dv,dtemp,dq,dpsurf)
457
458c     calcul de rho
459       rho = 0.
460c     print*,rho
461
462
463c     print*,"DT APRES PHYSIQ=",day,time,dtime
464c     print*,dtemp
465c     print*,temp
466c     print*," "
467c     stop
468
469c       evolution du vent : modele 1D
470c       -----------------------------
471 
472c       la physique calcule les derivees temporelles de u et v.
473c       Pas de coriolis
474          DO ilayer=1,nlayer
475             du(ilayer)=du(ilayer)+ (gru-u(ilayer))/1.e4
476             dv(ilayer)=dv(ilayer)+ (grv-v(ilayer))/1.e4
477          ENDDO
478c     
479c       Calcul du temps au pas de temps suivant
480c       ---------------------------------------
481        firstcall=.false.
482        time=time+dtphys/daysec
483        IF (time.gt.1.E+0) then
484            time=time-1.E+0
485            day=day+1
486        ENDIF
487
488c       calcul des vitesses et temperature au pas de temps suivant
489c       ----------------------------------------------------------
490
491        DO ilayer=1,nlayer
492           u(ilayer)=u(ilayer)+dtphys*du(ilayer)
493           v(ilayer)=v(ilayer)+dtphys*dv(ilayer)
494           temp(ilayer)=temp(ilayer)+dtphys*dtemp(ilayer)
495        ENDDO
496
497c       calcul des traceurs au pas de temps suivant
498c       -------------------------------------------
499        if (iflag_trac.eq.1) then
500         DO iq=1,nqtot
501          DO ilayer=1,nlayer
502           q(ilayer,iq)=q(ilayer,iq)+dq(ilayer,iq)*dtphys
503          ENDDO
504         ENDDO
505        endif
506
507c       calcul des pressions au pas de temps suivant
508c       --------------------------------------------
509
510           psurf=psurf+dtphys*dpsurf(1)   ! evolution de la pression de surface
511           DO ilevel=1,nlevel
512             plev(ilevel)=ap(ilevel)+psurf*bp(ilevel)
513           ENDDO
514           DO ilayer=1,nlayer
515             play(ilayer)=aps(ilayer)+psurf*bps(ilayer)
516           ENDDO
517       
518      ENDDO   ! fin de la boucle temporelle
519
520      close(15)
521c    ========================================================
522c    GESTION DES SORTIE
523c    ========================================================
524
525        print*,"Temperature finale:"
526        print*,temp
527       
528c stabilite
529      DO ilayer=1,nlayer
530        zlay(ilayer) = phi(ilayer)/g/1000.  !en km
531      ENDDO
532      DO ilayer=2,nlayer
533        tmp1(ilayer) =
534     .    (temp(ilayer)-temp(ilayer-1))/(zlay(ilayer)-zlay(ilayer-1))
535     .   + 1000.*g/cpp
536      ENDDO
537
538      OPEN(11,file='profile.new')
539      DO ilayer=1,nlayer
540        write (11,*) zlay(ilayer),temp(ilayer),tmp1(ilayer)
541      ENDDO
542
543c    ========================================================
544      END
545 
546c***********************************************************************
547c***********************************************************************
548
549!#include "../dyn3d_common/disvert_noterre.F"
550!#include "../dyn3d/abort_gcm.F"
551
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.