1 | |
---|
2 | PROGRAM testphys1d |
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3 | IMPLICIT NONE |
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4 | |
---|
5 | c======================================================================= |
---|
6 | c subject: |
---|
7 | c -------- |
---|
8 | c PROGRAM useful to run physical part of the venusian GCM in a 1D column |
---|
9 | c |
---|
10 | c Can be compiled with a command like (e.g. for 50 layers) |
---|
11 | c "makegcm -p venus -d 50 testphys1d" |
---|
12 | |
---|
13 | c A REVOIR POUR VENUS.... |
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14 | c It requires the files "testphys1d.def" "callphys.def" |
---|
15 | c and a file describing the sigma layers (e.g. "z2sig.def") |
---|
16 | c |
---|
17 | c author: Frederic Hourdin, R.Fournier,F.Forget (original Mars version) |
---|
18 | c ------- Sebastien Lebonnois (Venus version) |
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19 | c |
---|
20 | c======================================================================= |
---|
21 | |
---|
22 | c VENUS: revoir tous les include...... par rapport a calfis.F |
---|
23 | c voir aussi les arguments de calfis: clesphy0 |
---|
24 | c voir aussi dans les include de physiq.F les variables qui |
---|
25 | c doivent etre initialisees... |
---|
26 | #include "dimensions.h" |
---|
27 | #include "dimsoil.h" |
---|
28 | #include "comcstfi.h" |
---|
29 | #include "control.h" |
---|
30 | #include "comvert.h" |
---|
31 | #include "netcdf.inc" |
---|
32 | #include "comg1d.h" |
---|
33 | #include "logic.h" |
---|
34 | #include "clesphys.h" |
---|
35 | #include "iniprint.h" |
---|
36 | |
---|
37 | c -------------------------------------------------------------- |
---|
38 | c Declarations |
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39 | c -------------------------------------------------------------- |
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40 | c |
---|
41 | INTEGER unit ! unite de lecture de "testphys1d.def" |
---|
42 | INTEGER unitstart ! unite d'ecriture de "startphy.nc" |
---|
43 | INTEGER nlayer,nlevel,nsoil,ndt |
---|
44 | INTEGER ilayer,ilevel,isoil,idt,iq |
---|
45 | LOGICAl firstcall,lastcall |
---|
46 | c |
---|
47 | INTEGER day0 ! date initial (sol ; =0 a Ls=0) |
---|
48 | REAL day ! date durant le run |
---|
49 | REAL time ! time (0<time<1 ; time=0.5 a midi) |
---|
50 | REAL play(llm) ! Pressure at the middle of the layers (Pa) |
---|
51 | REAL plev(llm+1) ! intermediate pressure levels (pa) |
---|
52 | REAL psurf,tsurf(1) |
---|
53 | REAL u(llm),v(llm) ! zonal, meridional wind |
---|
54 | REAL gru,grv ! prescribed "geostrophic" background wind |
---|
55 | REAL temp(llm) ! temperature at the middle of the layers |
---|
56 | REAL q(llm,nqtot) ! tracer mixing ratio (e.g. kg/kg) |
---|
57 | REAL tsoil(nsoilmx) ! subsurface soik temperature (K) |
---|
58 | REAL zlay(llm) ! altitude estimee dans les couches (km) |
---|
59 | REAL long(1),lati(1),area(1) |
---|
60 | REAL cufi(1),cvfi(1) |
---|
61 | REAL phisfi(1),albedo(1) |
---|
62 | REAL solsw(1),sollwdown(1),dlw(1),radsol(1) |
---|
63 | |
---|
64 | c Physical and dynamical tandencies (e.g. m.s-2, K/s, Pa/s) |
---|
65 | REAL du(llm),dv(llm),dtemp(llm) |
---|
66 | REAL dudyn(llm),dvdyn(llm),dtempdyn(llm) |
---|
67 | REAL dpsurf |
---|
68 | REAL dq(llm,nqtot) |
---|
69 | REAL dqdyn(llm,nqtot) |
---|
70 | |
---|
71 | c Various intermediate variables |
---|
72 | REAL zls |
---|
73 | REAL phi(llm),s(llm),aps(llm),bps(llm) |
---|
74 | REAL pk(llm),pks, w(llm) |
---|
75 | INTEGER l, ierr, aslun,radpas |
---|
76 | REAL tmp1(0:llm),tmp2(0:llm) |
---|
77 | INTEGER longcles |
---|
78 | PARAMETER ( longcles = 20 ) |
---|
79 | REAL clesphy0( longcles ) |
---|
80 | |
---|
81 | |
---|
82 | character*2 str2 |
---|
83 | |
---|
84 | c======================================================================= |
---|
85 | |
---|
86 | c======================================================================= |
---|
87 | c INITIALISATION |
---|
88 | c======================================================================= |
---|
89 | |
---|
90 | lunout = 6 |
---|
91 | |
---|
92 | c ------------------------------------------------------ |
---|
93 | c Constantes prescrites ICI |
---|
94 | c ------------------------------------------------------ |
---|
95 | |
---|
96 | pi=2.E+0*asin(1.E+0) |
---|
97 | |
---|
98 | c Constante de la Planete Venus |
---|
99 | c ----------------------------- |
---|
100 | rad=6051300. ! rayon de Venus (m) ~6051300 m |
---|
101 | daysec= 1.0087e7 ! duree du sol (s) ~1.e7 s |
---|
102 | omeg=4.*asin(1.)/19.4141e6 ! vitesse de rotation (rad.s-1) |
---|
103 | g= 8.87 ! gravite (m.s-2) ~8.87 |
---|
104 | mugaz=43.44 ! Masse molaire de l'atm (g.mol-1) ~43.44 |
---|
105 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
---|
106 | ! VENUS: Cp(T) = cpp*(T/T0)^nu |
---|
107 | ! avec T0=460. et nu=0.35 |
---|
108 | ! cpp=1.0e3 |
---|
109 | cpp=9.0e2 ! version constante |
---|
110 | r= 8.314511E+0 *1000.E+0/mugaz |
---|
111 | rcp= r/cpp |
---|
112 | |
---|
113 | c ------------------------------------------------------ |
---|
114 | c Lecture des parametres dans "testphys1d.def" |
---|
115 | c ------------------------------------------------------ |
---|
116 | |
---|
117 | c Opening parameters file "testphys1d.def" |
---|
118 | c --------------------------------------- |
---|
119 | unit =97 |
---|
120 | OPEN(unit,file='testphys1d.def',status='old',form='formatted' |
---|
121 | . ,iostat=ierr) |
---|
122 | |
---|
123 | IF(ierr.ne.0) THEN |
---|
124 | write(*,*) 'Problem to open "testphys1d.def' |
---|
125 | write(*,*) 'Is it there ?' |
---|
126 | stop |
---|
127 | END IF |
---|
128 | |
---|
129 | c Date et heure locale du debut du run |
---|
130 | c ------------------------------------ |
---|
131 | c Date (en sols depuis le solstice de printemps) du debut du run |
---|
132 | day0 = 0 |
---|
133 | PRINT *,'date de depart ?' |
---|
134 | READ(unit,*) day0 |
---|
135 | day=float(day0) |
---|
136 | PRINT *,day0 |
---|
137 | c Heure de demarrage |
---|
138 | PRINT *,'heure de debut de simulation (entre 0 et 24) ?' |
---|
139 | READ(unit,*) time |
---|
140 | time=time/24.E+0 |
---|
141 | |
---|
142 | c Discretisation (Definition de la grille et des pas de temps) |
---|
143 | c -------------- |
---|
144 | c |
---|
145 | nlayer=llm |
---|
146 | nlevel=nlayer+1 |
---|
147 | nsoil=nsoilmx |
---|
148 | PRINT *,'nombre de pas de temps par jour ?' |
---|
149 | READ(unit,*) day_step |
---|
150 | print*,day_step |
---|
151 | |
---|
152 | PRINT *,'nombre d appel au rayonnement par jour ?' |
---|
153 | READ(unit,*) nbapp_rad |
---|
154 | print*,nbapp_rad |
---|
155 | |
---|
156 | PRINT *,'nombre de pas physique entre chaque sortie ?' |
---|
157 | READ(unit,*) nbphypers |
---|
158 | print*,nbphypers |
---|
159 | |
---|
160 | PRINT *,'nombre de jours simules ?' |
---|
161 | READ(unit,*) ndt |
---|
162 | print*,ndt |
---|
163 | |
---|
164 | ndt=ndt*day_step |
---|
165 | dtphys=daysec/day_step |
---|
166 | |
---|
167 | c Pression de surface sur la planete |
---|
168 | c ------------------------------------ |
---|
169 | c |
---|
170 | PRINT *,'pression au sol' |
---|
171 | READ(unit,*) psurf |
---|
172 | PRINT *,psurf |
---|
173 | c Pression de reference ! voir dyn3d/etat0_venus |
---|
174 | c pa = 5.e4 |
---|
175 | pa = 1.e6 |
---|
176 | preff = 9.2e6 ! 92 bars |
---|
177 | c preff = psurf |
---|
178 | |
---|
179 | c latitude/longitude |
---|
180 | c ------------------- |
---|
181 | PRINT *,'latitude en degres ?' |
---|
182 | READ(unit,*) lati(1) |
---|
183 | PRINT *,lati(1) |
---|
184 | long(1)=0.E+0 |
---|
185 | |
---|
186 | c Initialisation albedo |
---|
187 | c ---------------------- |
---|
188 | c |
---|
189 | PRINT *,'Albedo du sol nu ?' |
---|
190 | READ(unit,*) albedo(1) |
---|
191 | PRINT *,albedo(1) |
---|
192 | |
---|
193 | c Initialisation speciales "physiq" |
---|
194 | c --------------------------------- |
---|
195 | c la surface de chaque maille est inutile en 1D ---> |
---|
196 | area(1)=1.E+0 |
---|
197 | c de meme ? |
---|
198 | cufi(1)=1.E+0 |
---|
199 | cvfi(1)=1.E+0 |
---|
200 | |
---|
201 | c le geopotentiel au sol est inutile en 1D car tout est controle |
---|
202 | c par la pression de surface ---> |
---|
203 | phisfi(1)=0.E+0 |
---|
204 | |
---|
205 | CALL iniphysiq(1,llm,daysec,day0,dtphys, |
---|
206 | . lati,long,area,cufi,cvfi,rad,g,r,cpp) |
---|
207 | |
---|
208 | c Initialisation pour prendre en compte les vents en 1-D |
---|
209 | c ------------------------------------------------------ |
---|
210 | |
---|
211 | c vent geostrophique |
---|
212 | PRINT *,'composante vers l est du vent geostrophique (U) ?' |
---|
213 | READ(unit,*) gru |
---|
214 | PRINT *,'composante vers le nord du vent geostrophique (V) ?' |
---|
215 | READ(unit,*) grv |
---|
216 | |
---|
217 | c Initialisation des vents au premier pas de temps |
---|
218 | DO ilayer=1,nlayer |
---|
219 | u(ilayer)=gru |
---|
220 | v(ilayer)=grv |
---|
221 | ENDDO |
---|
222 | |
---|
223 | c calcul des pressions et altitudes en utilisant les niveaux sigma |
---|
224 | c ---------------------------------------------------------------- |
---|
225 | |
---|
226 | c Vertical Coordinates (hybrids) |
---|
227 | c """""""""""""""""""" |
---|
228 | CALL disvert |
---|
229 | |
---|
230 | c Calcul au milieu des couches : Vient de la version Mars |
---|
231 | c WARNING : le choix de placer le milieu des couches au niveau de |
---|
232 | c pression intermédiaire est arbitraire et pourrait etre modifié. |
---|
233 | c C'est fait de la meme facon dans disvert |
---|
234 | |
---|
235 | DO l = 1, llm |
---|
236 | aps(l) = 0.5 *( ap(l) +ap(l+1)) |
---|
237 | bps(l) = 0.5 *( bp(l) +bp(l+1)) |
---|
238 | ENDDO |
---|
239 | |
---|
240 | DO ilevel=1,nlevel |
---|
241 | plev(ilevel)=ap(ilevel)+psurf*bp(ilevel) |
---|
242 | ENDDO |
---|
243 | |
---|
244 | DO ilayer=1,nlayer |
---|
245 | play(ilayer)=aps(ilayer)+psurf*bps(ilayer) |
---|
246 | pk(ilayer) =cpp*(play(ilayer)/preff)**rcp |
---|
247 | c write(120,*) ilayer,plev(ilayer),play(ilayer) |
---|
248 | ENDDO |
---|
249 | c write(120,*) nlevel,plev(nlevel) |
---|
250 | c stop |
---|
251 | |
---|
252 | pks=cpp*(psurf/preff)**rcp |
---|
253 | |
---|
254 | c profil de temperature et altitude au premier appel |
---|
255 | c -------------------------------------------------- |
---|
256 | |
---|
257 | c modif par rapport a Mars: |
---|
258 | c on envoie dz/T=-log(play/psurf)*r/g dans profile |
---|
259 | tmp1(0)=0.0 |
---|
260 | tmp1(1)= -log(play(1)/psurf)*r/g |
---|
261 | DO ilayer=2,nlayer |
---|
262 | tmp1(ilayer)=-log(play(ilayer)/play(ilayer-1))*r/g |
---|
263 | ENDDO |
---|
264 | call profile(unit,nlayer+1,tmp1,tmp2) |
---|
265 | c file testphys1d.def closed in profile! |
---|
266 | |
---|
267 | print*," Pression Altitude Temperature" |
---|
268 | ilayer=1 |
---|
269 | tsurf(1)=tmp2(0) |
---|
270 | temp(1)=tmp2(1) |
---|
271 | zlay(1)=tmp2(1)*tmp1(1) |
---|
272 | print*," 0",tsurf(1) |
---|
273 | print*,ilayer,play(ilayer),zlay(ilayer),temp(ilayer) |
---|
274 | DO ilayer=2,nlayer |
---|
275 | temp(ilayer)=tmp2(ilayer) |
---|
276 | zlay(ilayer)=zlay(ilayer-1)+tmp2(ilayer)*tmp1(ilayer) |
---|
277 | print*,ilayer,play(ilayer),zlay(ilayer),temp(ilayer) |
---|
278 | ENDDO |
---|
279 | |
---|
280 | c temperature du sous-sol |
---|
281 | c ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
---|
282 | DO isoil=1,nsoil |
---|
283 | tsoil(isoil)=tsurf(1) |
---|
284 | ENDDO |
---|
285 | |
---|
286 | c Initialisation des traceurs |
---|
287 | c --------------------------- |
---|
288 | |
---|
289 | DO iq=1,nqtot |
---|
290 | DO ilayer=1,nlayer |
---|
291 | q(ilayer,iq) = 0. |
---|
292 | ENDDO |
---|
293 | ENDDO |
---|
294 | |
---|
295 | c Initialisation pour les sorties GRADS dans "g1d.dat" et "g1d.ctl" |
---|
296 | c ---------------------------------------------------------------- |
---|
297 | c (effectuee avec "writeg1d" a partir de "physiq.F" |
---|
298 | c ou tout autre subroutine physique, y compris celle ci). |
---|
299 | |
---|
300 | g1d_nlayer=nlayer |
---|
301 | g1d_nomfich='g1d.dat' |
---|
302 | g1d_unitfich=40 |
---|
303 | g1d_nomctl='g1d.ctl' |
---|
304 | g1d_unitctl=41 |
---|
305 | g1d_premier=.true. |
---|
306 | g2d_premier=.true. |
---|
307 | |
---|
308 | c Ecriture de "startphy.nc" |
---|
309 | c ------------------------- |
---|
310 | c (Ce fichier sera aussitot relu au premier |
---|
311 | c appel de "physiq", mais il est necessaire pour passer |
---|
312 | c les variables purement physiques a "physiq"... |
---|
313 | |
---|
314 | clesphy0(1) = 0. |
---|
315 | clesphy0(2) = nbapp_rad |
---|
316 | clesphy0(3) = 0. ! cycle diurne |
---|
317 | clesphy0(4) = 1. ! soil_model |
---|
318 | clesphy0(5) = 1. ! new_oliq |
---|
319 | clesphy0(6) = 0. |
---|
320 | clesphy0(7) = 0. |
---|
321 | clesphy0(8) = 0. |
---|
322 | |
---|
323 | solsw(1) = 0. |
---|
324 | sollwdown(1)= 0. |
---|
325 | dlw(1) = 0. |
---|
326 | radsol(1) = 0. |
---|
327 | |
---|
328 | radpas = NINT(day_step/clesphy0(2)) |
---|
329 | soil_model = .true. |
---|
330 | new_oliq = .true. |
---|
331 | |
---|
332 | call phyredem("startphy.nc ",dtphys,radpas, |
---|
333 | . lati,long, |
---|
334 | . tsurf,tsoil,albedo, |
---|
335 | . solsw,sollwdown,dlw,radsol, |
---|
336 | . temp,q) |
---|
337 | |
---|
338 | c======================================================================= |
---|
339 | c BOUCLE TEMPORELLE DU MODELE 1D |
---|
340 | c======================================================================= |
---|
341 | c |
---|
342 | firstcall=.true. |
---|
343 | lastcall=.false. |
---|
344 | |
---|
345 | DO idt=1,ndt |
---|
346 | c IF (idt.eq.ndt) lastcall=.true. |
---|
347 | IF (idt.eq.ndt-day_step-1) then !test |
---|
348 | lastcall=.true. |
---|
349 | c toujours nulle dans le cas de Venus, pour l'instant... |
---|
350 | zls = 0.0 |
---|
351 | c write(103,*) 'Ls=',zls*180./pi |
---|
352 | c write(103,*) 'Lat=', lati(1) |
---|
353 | c write(103,*) 'RunEnd - Atmos. Temp. File' |
---|
354 | c write(103,*) 'RunEnd - Atmos. Temp. File' |
---|
355 | c write(104,*) 'Ls=',zls*180./pi |
---|
356 | c write(104,*) 'Lat=', lati(1) |
---|
357 | c write(104,*) 'RunEnd - Atmos. Temp. File' |
---|
358 | ENDIF |
---|
359 | |
---|
360 | c calcul du geopotentiel |
---|
361 | c ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
---|
362 | ! ADAPTATION GCM POUR CP(T) |
---|
363 | DO ilayer=1,nlayer |
---|
364 | s(ilayer)=(play(ilayer)/psurf)**rcp |
---|
365 | ENDDO |
---|
366 | phi(1)=cpp*temp(1)*(1.E+0-s(1)) |
---|
367 | DO ilayer=2,nlayer |
---|
368 | phi(ilayer)=phi(ilayer-1)+ |
---|
369 | & cpp*(temp(ilayer-1)/s(ilayer-1)+temp(ilayer)/s(ilayer))*0.5 |
---|
370 | & *(s(ilayer-1)-s(ilayer)) |
---|
371 | |
---|
372 | ENDDO |
---|
373 | |
---|
374 | c appel de la physique |
---|
375 | c -------------------- |
---|
376 | |
---|
377 | CALL physiq (1,llm,nqtot, |
---|
378 | , firstcall,lastcall, |
---|
379 | , day,time,dtphys, |
---|
380 | , plev,play,pk,phi,phisfi, |
---|
381 | , presnivs,clesphy0, |
---|
382 | , u,v,temp,q, |
---|
383 | , w, |
---|
384 | C - sorties |
---|
385 | s du,dv,dtemp,dq,dpsurf) |
---|
386 | |
---|
387 | c print*,"DT APRES PHYSIQ=",day,time |
---|
388 | c print*,dtemp |
---|
389 | c print*,temp |
---|
390 | c print*," " |
---|
391 | c stop |
---|
392 | |
---|
393 | c evolution du vent : modele 1D |
---|
394 | c ----------------------------- |
---|
395 | |
---|
396 | c la physique calcule les derivees temporelles de u et v. |
---|
397 | c Pas de coriolis |
---|
398 | DO ilayer=1,nlayer |
---|
399 | du(ilayer)=du(ilayer)+ (gru-u(ilayer))/1.e4 |
---|
400 | dv(ilayer)=dv(ilayer)+ (grv-v(ilayer))/1.e4 |
---|
401 | ENDDO |
---|
402 | c |
---|
403 | c call writeg1d(1,nlayer,du,"du","du") |
---|
404 | c call writeg1d(1,nlayer,dv,"dv","dv") |
---|
405 | c |
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406 | c Calcul du temps au pas de temps suivant |
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407 | c --------------------------------------- |
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408 | firstcall=.false. |
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409 | time=time+dtphys/daysec |
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410 | IF (time.gt.1.E+0) then |
---|
411 | time=time-1.E+0 |
---|
412 | day=day+1 |
---|
413 | ENDIF |
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414 | |
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415 | c calcul des vitesses et temperature au pas de temps suivant |
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416 | c ---------------------------------------------------------- |
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417 | |
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418 | DO ilayer=1,nlayer |
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419 | u(ilayer)=u(ilayer)+dtphys*du(ilayer) |
---|
420 | v(ilayer)=v(ilayer)+dtphys*dv(ilayer) |
---|
421 | temp(ilayer)=temp(ilayer)+dtphys*dtemp(ilayer) |
---|
422 | ENDDO |
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423 | c call writeg1d(1,nlayer,u,"u","Vent zonal") |
---|
424 | c call writeg1d(1,nlayer,v,"v","Vent meridien") |
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425 | |
---|
426 | c calcul des pressions au pas de temps suivant |
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427 | c ---------------------------------------------------------- |
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428 | |
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429 | psurf=psurf+dtphys*dpsurf ! evolution de la pression de surface |
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430 | DO ilevel=1,nlevel |
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431 | plev(ilevel)=ap(ilevel)+psurf*bp(ilevel) |
---|
432 | ENDDO |
---|
433 | DO ilayer=1,nlayer |
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434 | play(ilayer)=aps(ilayer)+psurf*bps(ilayer) |
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435 | ENDDO |
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436 | |
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437 | call writeg1d(1,nlayer,play,"press","Pressure") |
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438 | call writeg1d(1,nlayer,phi,"phi","Geopot") |
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439 | |
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440 | ENDDO ! fin de la boucle temporelle |
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441 | |
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442 | c ======================================================== |
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443 | c GESTION DES SORTIE |
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444 | c ======================================================== |
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445 | |
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446 | c fermeture pour conclure les sorties format grads dans "g1d.dat" |
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447 | c et "g1d.ctl" (effectuee avec "writeg1d" a partir de "physiq.F" |
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448 | c ou tout autre subroutine physique, y compris celle ci). |
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449 | |
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450 | CALL endg1d(1,nlayer,zlay/1000.,ndt) |
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451 | print*,"Temperature finale:" |
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452 | print*,temp |
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453 | |
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454 | c stabilite |
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455 | DO ilayer=1,nlayer |
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456 | zlay(ilayer) = phi(ilayer)/8870. !en km |
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457 | ENDDO |
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458 | DO ilayer=2,nlayer |
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459 | tmp1(ilayer) = |
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460 | . (temp(ilayer)-temp(ilayer-1))/(zlay(ilayer)-zlay(ilayer-1)) |
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461 | . + 8870./cpp |
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462 | ENDDO |
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463 | |
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464 | OPEN(11,file='profile.new') |
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465 | write (11,*) tsurf |
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466 | DO ilayer=1,nlayer |
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467 | write (11,*) zlay(ilayer),temp(ilayer),tmp1(ilayer) |
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468 | ENDDO |
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469 | |
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470 | c ======================================================== |
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471 | END |
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472 | |
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473 | c*********************************************************************** |
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474 | c*********************************************************************** |
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475 | |
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476 | #include "../dyn3d/disvert.F" |
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477 | #include "../dyn3d/abort_gcm.F" |
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478 | #include "../dyn3d/dump2d.F" |
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479 | |
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