source: trunk/WRF.COMMON/WRFV2/dyn_nmm/module_NEST_UTIL.F @ 3094

Last change on this file since 3094 was 11, checked in by aslmd, 14 years ago

spiga@svn-planeto:ajoute le modele meso-echelle martien

File size: 16.0 KB
Line 
1!
2!NCEP_MESO:MODEL_LAYER: BOUNDARY CONDITION UPDATES
3!
4!----------------------------------------------------------------------
5!
6      MODULE module_NEST_UTIL
7!
8!----------------------------------------------------------------------
9      USE MODULE_MPP
10      USE MODULE_STATE_DESCRIPTION
11      USE MODULE_DM
12!
13!#ifdef DM_PARALLEL
14!      INCLUDE "mpif.h"
15!#endif
16!----------------------------------------------------------------------
17      CONTAINS
18!
19!*********************************************************************************************
20      SUBROUTINE NESTBC_PATCH(PD_B,T_B,Q_B,U_B,V_B,Q2_B,CWM_B                             &
21                             ,PD_BT,T_BT,Q_BT,U_BT,V_BT,Q2_BT,CWM_BT                      &
22                             ,PDTMP_B,TTMP_B,QTMP_B,UTMP_B,VTMP_B,Q2TMP_B,CWMTMP_B        &
23                             ,PDTMP_BT,TTMP_BT,QTMP_BT,UTMP_BT,VTMP_BT,Q2TMP_BT,CWMTMP_BT &
24                             ,IJDS,IJDE,SPEC_BDY_WIDTH                                    &  ! min/max(id,jd)
25                             ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                                     &
26                             ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                                     &
27                             ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE                                     )
28!**********************************************************************
29!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
30!                .      .    .     
31! SUBPROGRAM:    PATCH       
32!   PRGRMMR: gopal
33!     
34! ABSTRACT:
35!         THIS IS JUST A FIX FOR USING NESTED BOUNDARIES IN THE HALLO REGION     
36! PROGRAM HISTORY LOG:
37!   09-23-2004  : gopal
38!     
39! USAGE: CALL PATCH FROM SUBROUTINE SOLVE_RUNSTREAM FOR NESTED DOMAIN ONLY
40
41! ATTRIBUTES:
42!   LANGUAGE: FORTRAN 90
43!   MACHINE : IBM SP
44!$$$ 
45!**********************************************************************
46!----------------------------------------------------------------------
47!
48      IMPLICIT NONE
49!
50!----------------------------------------------------------------------
51!
52
53      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                    &
54                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                    &
55                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
56      INTEGER,INTENT(IN) :: IJDS,IJDE,SPEC_BDY_WIDTH
57!
58!
59      REAL,DIMENSION(IJDS:IJDE,1,SPEC_BDY_WIDTH,4)                     &
60                                           ,INTENT(INOUT) :: PD_B,PD_BT
61!
62      REAL,DIMENSION(IJDS:IJDE,KMS:KME,SPEC_BDY_WIDTH,4)                &
63                                      ,INTENT(INOUT) :: CWM_B,Q_B,Q2_B, &
64                                                        T_B,U_B,V_B
65      REAL,DIMENSION(IJDS:IJDE,KMS:KME,SPEC_BDY_WIDTH,4)                &
66                                   ,INTENT(INOUT) :: CWM_BT,Q_BT,Q2_BT, &
67                                                     T_BT,U_BT,V_BT
68
69      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME), INTENT(IN) :: PDTMP_B,PDTMP_BT
70
71      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),                          &
72                                  INTENT(IN) :: TTMP_B,QTMP_B,UTMP_B,   &
73                                                VTMP_B,Q2TMP_B,CWMTMP_B
74
75      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),                           &
76                                  INTENT(IN) :: TTMP_BT,QTMP_BT,UTMP_BT, &
77                                                VTMP_BT,Q2TMP_BT,CWMTMP_BT
78!
79!----------------------------------------------------------------------
80!
81!***  LOCAL VARIABLES
82!
83      LOGICAL :: E_BDY,W_BDY,N_BDY,S_BDY
84      INTEGER :: I,J,K,IBDY,II,JJ,IB,JB,IIM,JJM,BF
85!----------------------------------------------------------------------
86!**********************************************************************
87!----------------------------------------------------------------------
88!
89      W_BDY=(ITS==IDS)
90      E_BDY=(ITE==IDE)
91      S_BDY=(JTS==JDS)
92      N_BDY=(JTE==JDE)
93
94!----------------------------------------------------------------------
95!***  WEST AND EAST BOUNDARIES
96!----------------------------------------------------------------------
97!
98!***  USE IBDY=1 FOR WEST; 2 FOR EAST.
99
100!      WRITE(0,*)'WESTERN BC FOR PATCH',IDS,MAX(JTS-1,JDS+3-1),MIN(JTE+1,JDE-2)
101!
102
103      DO IBDY=1,2
104!
105!***  MAKE SURE THE PROCESSOR HAS THIS BOUNDARY.
106!
107        IF((W_BDY.AND.IBDY.EQ.1).OR.(E_BDY.AND.IBDY.EQ.2))THEN
108          IF(IBDY.EQ.1)THEN
109            BF=P_XSB     ! Which boundary (XSB=the boundary where X is at its start)
110            IB=1         ! Which cell in from boundary
111            II=1         ! Which cell in the domain
112          ELSE
113            BF=P_XEB     ! Which boundary (XEB=the boundary where X is at its end)
114            IB=1         ! Which cell in from boundary
115            II=IDE       ! Which cell in the domain
116          ENDIF
117
118          DO J=MAX(JTS-1,JDS+3-1),MIN(JTE+1,JDE-2)
119             IF(MOD(J,2).EQ.1)THEN                 ! J=3,5,7,9
120                PD_B(J,1,IB,BF)  =PDTMP_B(II,J)
121                PD_BT(J,1,IB,BF) =PDTMP_BT(II,J)
122             ENDIF
123          ENDDO
124
125!
126          DO K=KTS,KTE
127            DO J=MAX(JTS-1,JDS+3-1),MIN(JTE+1,JDE-2) 
128              IF(MOD(J,2).EQ.1)THEN                  ! J=3,5,7,9
129                T_B(J,K,IB,BF)    = TTMP_B(II,K,J)
130                T_BT(J,K,IB,BF)   = TTMP_BT(II,K,J)
131                Q_B(J,K,IB,BF)    = QTMP_B(II,K,J)
132                Q_BT(J,K,IB,BF)   = QTMP_BT(II,K,J)
133                Q2_B(J,K,IB,BF)   = Q2TMP_B(II,K,J)
134                Q2_BT(J,K,IB,BF)  = Q2TMP_BT(II,K,J)
135                CWM_B(J,K,IB,BF)  = CWMTMP_B(II,K,J)
136                CWM_BT(J,K,IB,BF) = CWMTMP_BT(II,K,J)
137              ENDIF
138            ENDDO
139          ENDDO
140
141          DO K=KTS,KTE
142            DO J=MAX(JTS-1,JDS+2-1),MIN(JTE+1,JDE-1)   
143              IF(MOD(J,2).EQ.0)THEN                  ! J=2,4,6,8 
144                U_B(J,K,IB,BF)    = UTMP_B(II,K,J)
145                U_BT(J,K,IB,BF)   = UTMP_BT(II,K,J)
146                V_B(J,K,IB,BF)    = VTMP_B(II,K,J)
147                V_BT(J,K,IB,BF)   = VTMP_BT(II,K,J)
148              ENDIF
149            ENDDO
150          ENDDO
151
152        ENDIF
153      ENDDO
154!
155!----------------------------------------------------------------------
156!***  SOUTH AND NORTH BOUNDARIES
157!----------------------------------------------------------------------
158!
159!***  USE IBDY=1 FOR SOUTH; 2 FOR NORTH
160!
161      DO IBDY=1,2
162!
163!***  MAKE SURE THE PROCESSOR HAS THIS BOUNDARY.
164!
165        IF((S_BDY.AND.IBDY.EQ.1).OR.(N_BDY.AND.IBDY.EQ.2))THEN
166!
167          IF(IBDY.EQ.1)THEN
168            BF=P_YSB     ! Which boundary (YSB=the boundary where Y is at its start)
169            JB=1         ! Which cell in from boundary
170            JJ=1         ! Which cell in the domain
171          ELSE
172            BF=P_YEB      ! Which boundary (YEB=the boundary where Y is at its end)
173            JB=1          ! Which cell in from boundary
174            JJ=JDE        ! Which cell in the domain
175          ENDIF
176!
177          DO I=MAX(ITS-1,IDS),MIN(ITE+1,IDE)
178            PD_B(I,1,JB,BF) = PDTMP_B(I,JJ)
179            PD_BT(I,1,JB,BF)= PDTMP_BT(I,JJ)
180          ENDDO
181
182!
183          DO K=KTS,KTE
184            DO I=MAX(ITS-1,IDS),MIN(ITE+1,IDE)
185              T_B(I,K,JB,BF)   = TTMP_B(I,K,JJ)
186              T_BT(I,K,JB,BF)  = TTMP_BT(I,K,JJ)
187              Q_B(I,K,JB,BF)   = QTMP_B(I,K,JJ)
188              Q_BT(I,K,JB,BF)  = QTMP_BT(I,K,JJ)
189              Q2_B(I,K,JB,BF)  = Q2TMP_B(I,K,JJ)
190              Q2_BT(I,K,JB,BF) = Q2TMP_BT(I,K,JJ)
191              CWM_B(I,K,JB,BF) = CWMTMP_B(I,K,JJ)
192              CWM_BT(I,K,JB,BF)= CWMTMP_BT(I,K,JJ)
193            ENDDO
194          ENDDO
195
196          DO K=KTS,KTE
197           DO I=MAX(ITS-1,IDS),MIN(ITE+1,IDE)
198              U_B(I,K,JB,BF)   = UTMP_B(I,K,JJ)
199              U_BT(I,K,JB,BF)  = UTMP_BT(I,K,JJ)
200              V_B(I,K,JB,BF)   = VTMP_B(I,K,JJ)
201              V_BT(I,K,JB,BF)  = VTMP_BT(I,K,JJ)
202           ENDDO
203          ENDDO
204
205        ENDIF
206      ENDDO
207END  SUBROUTINE NESTBC_PATCH
208
209!----------------------------------------------------------------------
210!
211SUBROUTINE STATS_FOR_MOVE (XLOC,YLOC,PDYN,MSLP,SQWS              &
212                          ,PINT,T,Q,U,V                          &
213                          ,FIS,PD,SM,PDTOP,PTOP                  &
214                          ,DETA1,DETA2                           &
215                          ,MOVED,MVNEST,NTSD,NPHS                &
216                          ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE               &
217                          ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME               &
218                          ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE               )
219
220!**********************************************************************
221!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
222!                .      .    .
223! SUBPROGRAM:  STATS_FOR_MOVE 
224!   PRGRMMR: gopal
225!
226! ABSTRACT:
227!         THIS ROUTINE COMPUTES SOME STATS REQUIRED FOR AUTOMATIC GRID MOTION
228! PROGRAM HISTORY LOG:
229!   05-18-2005  : gopal
230!
231! USAGE: CALL STATS_FOR_MOVE FROM SUBROUTINE SOLVE_RUNSTREAM FOR NESTED DOMAIN ONLY
232!
233! ATTRIBUTES:
234!   LANGUAGE: FORTRAN 90
235!   MACHINE : IBM SP
236!$$$
237!**********************************************************************
238
239      USE MODULE_MODEL_CONSTANTS
240      USE MODULE_DM
241
242      IMPLICIT NONE
243!
244      LOGICAL,EXTERNAL                                      :: wrf_dm_on_monitor
245      LOGICAL,INTENT(INOUT)                                 :: MVNEST  ! NMM SWITCH FOR GRID MOTION
246      LOGICAL,INTENT(IN)                                    :: MOVED   
247      INTEGER,INTENT(IN)                                    :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE   &
248                                                              ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME   &
249                                                              ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE   &
250                                                              ,NTSD,NPHS
251!
252      INTEGER, INTENT(OUT)                                  :: XLOC,YLOC
253      REAL, DIMENSION(KMS:KME),                 INTENT(IN)  :: DETA1,DETA2
254      REAL,                                     INTENT(IN)  :: PDTOP,PTOP
255      REAL, DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),         INTENT(IN)  :: FIS,PD,SM
256      REAL, DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME), INTENT(IN)  :: PINT,T,Q,U,V
257      REAL, DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),         INTENT(OUT) :: PDYN,MSLP,SQWS
258!
259!     LOCAL
260
261      INTEGER,SAVE                                          :: NTIME0
262      INTEGER                                               :: IM,JM,IP,JP
263      INTEGER                                               :: I,K,J,XR,YR,DTMOVE,IDUM,JDUM,ITF,JTF
264      REAL, PARAMETER                                       :: LAPSR=6.5E-3, GI=1./G,D608=0.608
265      REAL, PARAMETER                                       :: COEF3=287.05*GI*LAPSR, COEF2=-1./COEF3
266      REAL, PARAMETER                                       :: TRG=2.0*R_D*GI,LAPSI=1.0/LAPSR
267      REAL                                                  :: DZ,RTOPP,APELP,A,TSFC,STMP0,STMP1
268      REAL                                                  :: SMSUM,SMOUT,XDIFF,YDIFF,PCUT,PGR
269      REAL                                                  :: MINGBL_PDYN,MAXGBL_PDYN,MAXGBL_SQWS
270      REAL                                                  :: MINGBL_MIJ
271      REAL, DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME)                      :: MIJ
272      REAL, DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME)              :: Z
273
274!    EXEC
275
276     ITF=MIN(ITE,IDE-1)
277     JTF=MIN(JTE,JDE-1)     
278
279!----------------------------------------------------------------------------------
280
281!     KEEP NEST MOTION IN SINK WITH PHYSICS TIME STEPS
282
283      IF(MOD(NTSD+1,NPHS)/=0)THEN
284        MVNEST=.FALSE.
285        RETURN
286      ENDIF
287
288      WRITE(0,*)'PHYSICS IN SINK',NTSD,NPHS
289
290!     DETERMINE THE HEIGHTS ON THE PARENT DOMAIN
291
292      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
293       DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
294         Z(I,1,J)=FIS(I,J)*GI
295       ENDDO
296      ENDDO
297!
298      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
299       DO K = KTS,KTE
300        DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
301          APELP      = (PINT(I,K+1,J)+PINT(I,K,J))
302          RTOPP      = TRG*T(I,K,J)*(1.0+Q(I,K,J)*P608)/APELP
303          DZ         = RTOPP*(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PD(I,J))
304          Z(I,K+1,J) = Z(I,K,J) + DZ
305        ENDDO
306       ENDDO
307      ENDDO
308
309!     DETERMINE THE MEAN SEA LEVEL PRESSURE, THE VERTICALLY AVERAGED WIND
310!     SPEED AT ABOUT LEVELS 9 10 AND 11 AND THE DYNAMIC PRESSURES DEFINED
311!     FROM BASIC BERNOULLI's THEOREM
312
313      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
314        DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
315            TSFC      = T(I,1,J)*(1.+D608*Q(I,1,J)) + LAPSR*(Z(I,1,J)+Z(I,2,J))*0.5
316            A         = LAPSR*Z(I,1,J)/TSFC
317            MSLP(I,J) = PINT(I,1,J)*(1-A)**COEF2
318            SQWS(I,J) =  (U(I,9,J)*U(I,9,J) + V(I,9,J)*V(I,9,J)           &
319                      +   U(I,10,J)*U(I,10,J) + V(I,10,J)*V(I,10,J)       &
320                      +   U(I,11,J)*U(I,11,J) + V(I,11,J)*V(I,11,J))/3.0
321            PDYN(I,J) =   MSLP(I,J)  + 1.1*SQWS(I,J)/2.0
322        ENDDO
323      ENDDO
324
325!     FILTER OUT PDYN AND STORE THAT IN MIJ. THE MAXIMUM VALUE OF MIJ GIVES THE STORM CENTER
326!     ALSO DO THAT WITHIN A SUB DOMAIN
327
328      MAXGBL_PDYN=MAXVAL(PDYN(ITS:ITF,JTS:JTF))       
329      CALL WRF_DM_MAXVAL(MAXGBL_PDYN,IDUM,JDUM)   
330      MINGBL_PDYN=MINVAL(PDYN(ITS:ITF,JTS:JTF))
331      CALL WRF_DM_MINVAL(MINGBL_PDYN,IDUM,JDUM)           
332      PCUT = 0.5*(MAXGBL_PDYN + MINGBL_PDYN)
333!
334      IM=IDE/2 - IDE/6
335      IP=IDE/2 + IDE/6
336      JM=JDE/2 - JDE/4
337      JP=JDE/2 + JDE/4
338!
339      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
340        DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
341          IF(I .GE. IM .AND. I .LE. IP .AND. J .GE. JM .AND. J .LE. JP  &
342                       .AND. PCUT .GT. PDYN(I,J))THEN
343             MIJ(I,J) = PDYN(I,J)   
344          ELSE
345             MIJ(I,J) = 105000.
346          ENDIF
347        ENDDO
348      ENDDO
349
350      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
351        DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
352          PDYN(I,J)=MIJ(I,J)
353        ENDDO
354      ENDDO
355
356!     DETERMINE THE LOCATION OF CENTER OF THE CIRCULATION DEFINED BY MIJ AND FIND THE CORRESPONDING MSLP
357
358      MINGBL_MIJ=MINVAL(MIJ(ITS:ITF,JTS:JTF))
359      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
360        DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
361           IF(MIJ(I,J) .EQ. MINGBL_MIJ)THEN
362             XLOC=I
363             YLOC=J
364             STMP0=MSLP(I,J)
365           ENDIF
366        ENDDO
367      ENDDO
368
369      CALL WRF_DM_MINVAL(MINGBL_MIJ,XLOC,YLOC)
370      CALL WRF_DM_MINVAL(STMP0,IDUM,JDUM)
371
372!     DETERMINE THE MAXIMUM MSLP AT ABOUT 18 GRID POINTS AWAY FROM THE STORM CENTER
373
374      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
375        DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
376           IF(I .EQ. XLOC+18)THEN
377             XR=I
378             YR=J
379             STMP1=MSLP(I,J)
380           ENDIF
381        ENDDO
382      ENDDO
383
384      CALL WRF_DM_MAXVAL(STMP1,XR,YR)
385
386!
387!     DETERMINE IF THE ENTIRE NESTED DOMAIN IS OVER LAND (SM=0)
388!
389
390      SMSUM = 0.0
391      DO J = JTS, MIN(JTE,JDE)
392       DO I = ITS, MIN(ITE,IDE)
393         SMSUM = SMSUM + SM(I,J)
394       ENDDO
395      ENDDO
396
397      SMOUT=WRF_DM_SUM_REAL(SMSUM)/(IDE*JDE)
398
399!     STOP GRID MOTION. AVOID MOVING TOO RAPID GRID MOTION, SAY SOMETHING LIKE EVERY
400!     OTHER TIME STEP OR SO 
401
402      PGR=STMP1-STMP0
403      XDIFF=ABS(XLOC - IDE/2)
404      YDIFF=ABS(YLOC - JDE/2)
405      IF(NTSD==0 .OR. MOVED)NTIME0=NTSD
406      DTMOVE=NTSD-NTIME0                    ! TIME INTERVAL SINCE THE PREVIOUS MOVE
407!
408      IF(DTMOVE .LE. 45 .OR. PGR .LE. 200.)THEN       
409        WRITE(0,*)'SUSPEND MOTION: SMALL DTMOVE OR WEAK PGF:','DTMOVE=',DTMOVE,'PGR=',PGR
410        MVNEST=.FALSE.                               ! SET STATIC GRID
411      ELSE IF(STMP0 .GE. STMP1)THEN
412        WRITE(0,*)'SUSPEND MOTION: THERE IS NO VORTEX IN THE DOMAIN:','STMP0=',STMP0,'STMP1=',STMP1
413        MVNEST=.FALSE.
414      ELSE IF(XDIFF .GT. 24 .OR. YDIFF .GT. 24)THEN
415        WRITE(0,*)'SUSPEND MOTION: LOST VORTEX ','DTMOVE=',DTMOVE,'XDIFF=',XDIFF,'YDIFF=',YDIFF
416        MVNEST=.FALSE.
417      ELSE IF(SMOUT .LE. 0.2 .AND. XDIFF .GT. 12 .AND. YDIFF .GT. 12)THEN 
418        WRITE(0,*)'SUSPEND MOTION: VORTEX LOST OVER LAND ','DTMOVE=',DTMOVE,'XDIFF=',XDIFF,'YDIFF=',YDIFF
419        MVNEST=.FALSE.
420      ELSE IF(SMOUT .LE. 0.2 .AND. PGR .LE. 400.)THEN
421        WRITE(0,*)'SUSPEND MOTION: VORTEX WEAK OVER LAND ','SMOUT=',SMOUT,'PGR=',PGR
422        MVNEST=.FALSE.
423      ELSE IF(SMOUT .LE. 0.2 .AND. DTMOVE .GE. 1500)THEN
424        WRITE(0,*)'SUSPEND MOTION: STOP MOTION  OVER LAND','SMOUT=',SMOUT,'DTMOVE=',DTMOVE
425        MVNEST=.FALSE.
426      ELSE
427        MVNEST=.TRUE.
428      ENDIF
429
430      RETURN
431
432END SUBROUTINE STATS_FOR_MOVE
433!----------------------------------------------------------------------------------
434
435END  MODULE module_NEST_UTIL
436
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.