source: trunk/WRF.COMMON/WRFV2/dyn_nmm/module_NONHY_DYNAM.F @ 3547

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

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Line 
1!----------------------------------------------------------------------
2!
3!NCEP_MESO:MODEL_LAYER: NONHYDROSTATIC DYNAMICS ROUTINES
4!
5!----------------------------------------------------------------------
6!
7#include "nmm_loop_basemacros.h"
8#include "nmm_loop_macros.h"
9!
10!----------------------------------------------------------------------
11!
12      MODULE MODULE_NONHY_DYNAM
13!
14!----------------------------------------------------------------------
15      USE MODULE_MODEL_CONSTANTS
16!     USE MODULE_INDX
17!----------------------------------------------------------------------
18!
19      REAL :: CAPA=R_D/CP,RG=1./G,TRG=2.*R_D/G
20!
21      CONTAINS
22!
23!***********************************************************************
24      SUBROUTINE EPS(NTSD,DT,HYDRO,DX,DY,FAD                            &
25                    ,DETA1,DETA2,PDTOP,PT                               &
26                    ,HTM,HBM2,HBM3,LMH                                  &
27                    ,PDSL,PDSLO,PINT,RTOP,PETDT,PDWDT                   &
28                    ,DWDT,DWDTMN,DWDTMX                                 &
29                    ,FNS,FEW,FNE,FSE                                    &
30                    ,T,U,V,W,Q,CWM                                      &
31                    ,IHE,IHW,IVE,IVW,INDX3_WRK                          &
32                    ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                            &
33                    ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                            &
34                    ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
35!***********************************************************************
36!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
37!                .      .    .
38! SUBPROGRAM:    EPS
39!   PRGRMMR: JANJIC          ORG: W/NP22     DATE: 9?-??-??
40!
41! ABSTRACT:
42!     EPS COMPUTES THE VERTICAL AND HORIZONTAL ADVECTION OF DZ/DT
43!
44! PROGRAM HISTORY LOG:
45!   9?-??-??  JANJIC     - ORIGINATOR
46!   00-01-05  BLACK      - DISTRIBUTED MEMORY AND THREADS
47!   02-02-07  BLACK      - CONVERTED TO WRF STRUCTURE
48!   04-11-22  BLACK      - THREADED
49!
50! USAGE: CALL EPS FROM SUBROUTINE SOLVE_RUNSTREAM
51!   INPUT ARGUMENT LIST:
52!
53!   OUTPUT ARGUMENT LIST:
54!
55!   OUTPUT FILES:
56!     NONE
57!
58!   SUBPROGRAMS CALLED:
59!
60!     UNIQUE: NONE
61!
62!     LIBRARY: NONE
63!
64! ATTRIBUTES:
65!   LANGUAGE: FORTRAN 90
66!   MACHINE : IBM SP
67!$$$
68!-----------------------------------------------------------------------
69!
70      IMPLICIT NONE
71!-----------------------------------------------------------------------
72#ifdef DM_PARALLEL
73      INCLUDE "mpif.h"
74#endif
75!
76!-----------------------------------------------------------------------
77      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
78                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
79                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
80!
81      INTEGER,DIMENSION(JMS:JME),INTENT(IN) :: IHE,IHW,IVE,IVW
82!
83!-----------------------------------------------------------------------
84!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
85!***  NMM_MAX_DIM is set in configure.wrf and must agree with
86!***  the value of dimspec q in the Registry/Registry
87!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
88!-----------------------------------------------------------------------
89!
90      INTEGER,DIMENSION(-3:3,NMM_MAX_DIM,0:6),INTENT(IN) :: INDX3_WRK
91!
92      INTEGER,INTENT(IN) :: NTSD
93!
94      INTEGER,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: LMH
95!
96      REAL,INTENT(IN) :: DT,DY,PDTOP,PT
97!
98      REAL,DIMENSION(KMS:KME-1),INTENT(IN) :: DETA1,DETA2
99!
100      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: DWDTMN,DWDTMX,DX    &
101                                                   ,FAD,HBM2,HBM3       &
102                                                   ,PDSL,PDSLO
103!
104      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: PETDT
105!
106      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: CWM         &
107                                                           ,FEW,FNE     &
108                                                           ,FNS,FSE     &
109                                                           ,HTM,Q       &
110                                                           ,RTOP        &
111                                                           ,U,V
112!
113      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(INOUT) :: DWDT     &
114                                                              ,PDWDT    &
115                                                              ,T
116!
117      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(INOUT) :: PINT,W
118!
119      LOGICAL,INTENT(IN) :: HYDRO
120!
121!-----------------------------------------------------------------------
122!
123!***  LOCAL VARIABLES
124!
125!-----------------------------------------------------------------------
126!
127      INTEGER,PARAMETER :: NTSHY=2
128!
129      REAL,PARAMETER :: WGHT=0.35,WP=0.
130!
131      INTEGER,DIMENSION(KTS:KTE) :: LA
132!
133      INTEGER :: I,J,J4_00,J4_M1,J4_P1,J5_00,J5_M1,J6_00,J6_P1          &
134                ,JEND,JJ,JKNT,JSTART,K,KOFF,LMP
135!
136      REAL,DIMENSION(KTS:KTE) :: B1,B2,B3,C0,CWM_K,DWDT_K,Q_K,RDPP      &
137                                ,RTOP_K,T_K
138!
139      REAL,DIMENSION(KTS:KTE+1) :: CHI,COFF,PINT_K,PNP1,PONE,PSTR,W_K
140!
141      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,JTS-5:JTE+5) :: TTB
142!
143      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE) :: WEW
144!
145      REAL :: ADDT,DELP,DETAL,DP,DPDE,DPPL,DPSTR,DPTL,DPTU              &
146             ,DWDTT,EPSN,FCT,FFC,GDT,GDT2                               &
147             ,HBM3IJ,HM,PP1,PSTRDN,PSTRUP,RDP,RDPDN,RDPUP,RDT           &
148             ,TFC,TMP,TTAL,TTFC
149!
150      LOGICAL :: BOT,TOP
151!
152!***  TYPE 4 WORKING ARRAY (SEE PFDHT)
153!
154      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE,-1:1) :: WNS
155!
156!***  TYPE 5 WORKING ARRAY
157!
158      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE,-1:0) :: WNE
159!
160!***  TYPE 6 WORKING ARRAY
161!
162      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE, 0:1) :: WSE
163!-----------------------------------------------------------------------
164!***********************************************************************
165!-----------------------------------------------------------------------
166      IF(NTSD<=NTSHY.OR.HYDRO)THEN
167!***
168        DO J=MYJS_P2,MYJE_P2
169        DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
170          PINT(I,KTE+1,J)=PT
171        ENDDO
172        ENDDO
173!
174!$omp parallel do                                                       &
175!$omp& private(i,j,k)
176        DO J=MYJS_P2,MYJE_P2
177          DO K=KTS,KTE
178          DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
179            DWDT(I,K,J)=1.
180            PDWDT(I,K,J)=1.
181          ENDDO
182          ENDDO
183        ENDDO
184!
185!$omp parallel do                                                       &
186!$omp& private(i,j,k)
187        DO J=MYJS_P2,MYJE_P2
188          DO K=KTE,KTS,-1
189          DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
190            PINT(I,K,J)=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J)+PINT(I,K+1,J)
191          ENDDO
192          ENDDO
193        ENDDO
194!***
195        RETURN
196!***
197      ENDIF
198!-----------------------------------------------------------------------
199      ADDT=DT
200      RDT=1./ADDT
201!-----------------------------------------------------------------------
202!
203!***  TIME TENDENCY
204!
205!$omp parallel do                                                       &
206!$omp& private(i,j,k)
207      DO J=MYJS_P1,MYJE_P1
208        DO K=KTS,KTE
209        DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
210          DWDT(I,K,J)=(W(I,K,J)-DWDT(I,K,J))*HTM(I,K,J)*HBM2(I,J)*RDT
211        ENDDO
212        ENDDO
213      ENDDO
214!
215!-----------------------------------------------------------------------
216!***
217!***  VERTICAL ADVECTION
218!***
219!-----------------------------------------------------------------------
220      DO J=MYJS2,MYJE2
221      DO I=MYIS,MYIE
222        TTB(I,J)=0.
223      ENDDO
224      ENDDO
225!
226!$omp parallel do                                                       &
227!$omp& private(i,j,k,ttal)
228      DO J=MYJS2,MYJE2
229      DO K=KTE,KTS+1,-1
230      DO I=MYIS,MYIE
231        TTAL=(W(I,K-1,J)-W(I,K,J))*PETDT(I,K-1,J)*0.5
232        DWDT(I,K,J)=(TTAL+TTB(I,J))                                     &
233                   /(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J))                &
234                    +DWDT(I,K,J)
235        TTB(I,J)=TTAL
236      ENDDO
237      ENDDO
238      ENDDO
239!
240!$omp parallel do                                                       &
241!$omp& private(i,j)
242      DO J=MYJS2,MYJE2
243      DO I=MYIS1,MYIE1
244        TTB(I,J)=(W(I,KTS,J)-W(I,KTS+1,J))*PETDT(I,KTS,J)*0.5
245        DWDT(I,KTS,J)=TTB(I,J)/(DETA1(KTS)*PDTOP+DETA2(KTS)*PDSLO(I,J)) &
246                     +DWDT(I,KTS,J)
247      ENDDO
248      ENDDO
249!-----------------------------------------------------------------------
250!***
251!***  END OF VERTICAL ADVECTION
252!***
253!-----------------------------------------------------------------------
254!
255!-----------------------------------------------------------------------
256!***
257!***  HORIZONTAL ADVECTION
258!***
259!-----------------------------------------------------------------------
260!***  MARCH NORTHWARD THROUGH THE SOUTHERNMOST SLABS TO BEGIN
261!***  FILLING THE MAIN WORKING ARRAYS WHICH ARE MULTI-DIMENSIONED
262!***  IN J BECAUSE THEY ARE DIFFERENCED OR AVERAGED IN J
263!-----------------------------------------------------------------------
264!
265      JSTART=MYJS3
266!
267      DO J=-1,0
268        JJ=JSTART+J
269!
270!$omp parallel do                                                       &
271!$omp& private(i,k)
272        DO K=KTS,KTE
273        DO I=MYIS_P3,MYIE_P3
274          WNS(I,K,J)=FNS(I,K,JJ)*(W(I,K,JJ+1)-W(I,K,JJ-1))
275        ENDDO
276        ENDDO
277!
278      ENDDO
279!
280      J=-1
281      JJ=JSTART+J
282!
283!$omp parallel do                                                       &
284!$omp& private(i,k)
285      DO K=KTS,KTE
286      DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
287        WNE(I,K,J)=FNE(I,K,JJ)*(W(I+IHE(JJ),K,JJ+1)-W(I,K,JJ))
288      ENDDO
289      ENDDO
290!
291      J=0
292      JJ=JSTART+J
293!
294!$omp parallel do                                                       &
295!$omp& private(i,k)
296      DO K=KTS,KTE
297      DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
298        WSE(I,K,J)=FSE(I,K,JJ)*(W(I+IHE(JJ),K,JJ-1)-W(I,K,JJ))
299      ENDDO
300      ENDDO
301!-----------------------------------------------------------------------
302!-----------------------------------------------------------------------
303!
304      JKNT=0
305      JSTART=MYJS3
306      JEND  =MYJE3
307!
308      main_horizontal:  DO J=JSTART,JEND
309!
310!-----------------------------------------------------------------------
311!-----------------------------------------------------------------------
312!***
313!***  SET THE 3RD INDEX IN THE WORKING ARRAYS (SEE SUBROUTINE INIT
314!***                                           AND PFDHT DIAGRAMS)
315!***
316!***  J[TYPE]_NN WHERE "TYPE" IS THE WORKING ARRAY TYPE SEEN IN THE
317!***  LOCAL DECLARATION ABOVE (DEPENDENT UPON THE J EXTENT) AND
318!***  NN IS THE NUMBER OF ROWS NORTH OF THE CENTRAL ROW WHOSE J IS
319!***  THE CURRENT VALUE OF THE main_integration LOOP.
320!***  (P3 denotes +3, M1 denotes -1, etc.)
321!***
322      JKNT=JKNT+1
323!
324      J4_P1=INDX3_WRK(1,JKNT,4)
325      J4_00=INDX3_WRK(0,JKNT,4)
326      J4_M1=INDX3_WRK(-1,JKNT,4)
327!
328      J5_00=INDX3_WRK(0,JKNT,5)
329      J5_M1=INDX3_WRK(-1,JKNT,5)
330!
331      J6_P1=INDX3_WRK(1,JKNT,6)
332      J6_00=INDX3_WRK(0,JKNT,6)
333!
334!-----------------------------------------------------------------------
335!***  THE WORKING ARRAYS FOR THE PRIMARY VARIABLES
336!-----------------------------------------------------------------------
337!$omp parallel do                                                       &
338!$omp& private(dpde,i,k)
339      DO K=KTS,KTE
340!
341      DO I=MYIS_P3,MYIE_P3
342        WEW(I,K)=FEW(I,K,J)*(W(I+IVE(J),K,J)-W(I+IVW(J),K,J))
343        WNS(I,K,J4_P1)=FNS(I,K,J+1)*(W(I,K,J+2)-W(I,K,J))
344      ENDDO
345!
346!***  DIAGONAL FLUXES AND DIAGONALLY AVERAGED WIND
347!
348      DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
349        WNE(I,K,J5_00)=FNE(I,K,J)*(W(I+IHE(J),K,J+1)-W(I,K,J))
350        WSE(I,K,J6_P1)=FSE(I,K,J+1)*(W(I+IHE(J+1),K,J)-W(I,K,J+1))
351      ENDDO
352!-----------------------------------------------------------------------
353!
354      DO I=MYIS2,MYIE2
355        DPDE=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J)
356        DWDT(I,K,J)=-(WEW(I+IHW(J),K)      +WEW(I+IHE(J),K)             &
357                     +WNS(I,K,J4_M1)       +WNS(I,K,J4_P1)              &
358                     +WNE(I+IHW(J),K,J5_M1)+WNE(I,K,J5_00)              &
359                     +WSE(I,K,J6_00)       +WSE(I+IHW(J),K,J6_P1))      &
360                     *FAD(I,J)*HTM(I,K,J)*HBM3(I,J)/(DPDE*DT)           &
361                     +DWDT(I,K,J)
362      ENDDO
363!
364      ENDDO
365!-----------------------------------------------------------------------
366!
367      ENDDO main_horizontal
368!
369!-----------------------------------------------------------------------
370!***
371!***  END OF HORIZONTAL ADVECTION
372!***
373!-----------------------------------------------------------------------
374!
375!$omp parallel do                                                       &
376!$omp& private(dwdtt,i,j,k)
377      DO J=MYJS,MYJE
378      DO K=KTS,KTE
379      DO I=MYIS,MYIE
380        DWDTT=DWDT(I,K,J)*HTM(I,K,J)
381        DWDTT=MAX(DWDTT,DWDTMN(I,J))
382        DWDTT=MIN(DWDTT,DWDTMX(I,J))
383!
384        DWDT(I,K,J)=(DWDTT*RG+1.)*(1.-WP)+PDWDT(I,K,J)*WP
385      ENDDO
386      ENDDO
387      ENDDO
388!-----------------------------------------------------------------------
389!
390      GDT=G*DT
391      GDT2=GDT*GDT
392      FFC=-R_D/GDT2
393!
394!-----------------------------------------------------------------------
395!
396!$omp parallel do                                                       &
397!$omp& private(b1,b2,b3,c0,chi,coff,cwm_k,delp,dppl,dpstr,dptl,dptu,    &
398!$omp&         dwdt_k,fct,hbm3ij,i,j,k,koff,pint_k,pnp1,pone,pp1,pstr,  &
399!$omp&         pstrdn,pstrup,q_k,rdpdn,rdpp,rdpup,rtop_k,t_k,tfc,       &
400!$omp&         tmp,ttfc,w_k)
401      final_update:  DO J=MYJS3,MYJE3
402!
403      PONE(KTE+1)=PT
404      PSTR(KTE+1)=PT
405      PNP1(KTE+1)=PT
406      CHI(KTE+1)=0.
407!
408      DO I=MYIS2,MYIE2
409!
410!-----------------------------------------------------------------------
411!
412!***  EXTRACT COLUMNS FROM 3-D ARRAYS
413!
414        DO K=KTS,KTE
415          CWM_K(K)=CWM(I,K,J)
416          DWDT_K(K)=DWDT(I,K,J)
417          Q_K(K)=Q(I,K,J)
418          RTOP_K(K)=RTOP(I,K,J)
419          T_K(K)=T(I,K,J)
420        ENDDO
421!
422        DO K=KTS,KTE+1
423          PINT_K(K)=PINT(I,K,J)
424          W_K(K)=W(I,K,J)
425        ENDDO
426!-----------------------------------------------------------------------
427!
428        KOFF=KTE-LMH(I,J)
429!
430        DO K=KTE,KOFF+1,-1
431          CHI(K)=0.
432          DPPL=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J)
433          RDPP(K)=1./DPPL
434          PONE(K)=PINT_K(K)
435          DPSTR=DWDT_K(K)*DPPL
436          PSTR(K)=PSTR(K+1)+DPSTR
437          PP1=PNP1(K+1)+DPSTR
438          PNP1(K)=(PP1-PONE(K))*WGHT+PONE(K)
439          TFC=Q_K(K)*P608+(1.-CWM_K(K))
440          TTFC=-CAPA*TFC+1.
441          COFF(K)=T_K(K)*TTFC*TFC*DPPL*FFC                              &
442                   /((PNP1(K+1)+PNP1(K))*(PNP1(K+1)+PNP1(K)))
443        ENDDO
444!-----------------------------------------------------------------------
445!
446        PSTRUP=-(PSTR(KTE+1)+PSTR(KTE)-PONE(KTE+1)-PONE(KTE))*COFF(KTE)
447!
448!-----------------------------------------------------------------------
449        DO K=KTE-1,KOFF+1,-1
450          RDPDN=RDPP(K)
451          RDPUP=RDPP(K+1)
452!
453          PSTRDN=-(PSTR(K+1)+PSTR(K)-PONE(K+1)-PONE(K))*COFF(K)
454!
455          B1(K)=COFF(K+1)+RDPUP
456          B2(K)=(COFF(K+1)+COFF(K))-(RDPUP+RDPDN)
457          B3(K)=COFF(K)+RDPDN
458          C0(K)=PSTRUP+PSTRDN
459!
460          PSTRUP=PSTRDN
461        ENDDO
462!-----------------------------------------------------------------------
463        B1(KTE-1)=0.
464        B2(KOFF+1)=B2(KOFF+1)+B3(KOFF+1)
465!-----------------------------------------------------------------------
466!
467!***  ELIMINATION
468!
469        DO K=KTE-2,KOFF+1,-1
470          TMP=-B1(K)/B2(K+1)
471          B2(K)=B3(K+1)*TMP+B2(K)
472          C0(K)=C0(K+1)*TMP+C0(K)
473        ENDDO
474!
475        CHI(KTE+1)=0.
476!-----------------------------------------------------------------------
477!
478!***  BACK SUBSTITUTION
479!
480        CHI(KOFF+2)=C0(KOFF+1)/B2(KOFF+1)
481        CHI(KOFF+1)=CHI(KOFF+2)
482!
483        DO K=KOFF+3,KTE
484          CHI(K)=(-B3(K-1)*CHI(K-1)+C0(K-1))/B2(K-1)
485        ENDDO
486!-----------------------------------------------------------------------
487        HBM3IJ=HBM3(I,J)
488        DPTU=0.
489        FCT=0.5/CP*HBM3IJ
490!
491        DO K=KTE,KOFF+1,-1
492          DPTL=(CHI(K)+PSTR(K)-PINT_K(K))*HBM3IJ
493          PINT_K(K)=PINT_K(K)+DPTL
494          T_K(K)=(DPTU+DPTL)*RTOP_K(K)*FCT+T_K(K)
495          DELP=(PINT_K(K)-PINT_K(K+1))*RDPP(K)
496          W_K(K)=((DELP-DWDT_K(K))*GDT+W_K(K))*HBM3IJ
497          DWDT_K(K)=(DELP-1.)*HBM3IJ+1.
498!
499          DPTU=DPTL
500        ENDDO
501!-----------------------------------------------------------------------
502        DO K=KOFF+1,KTE
503          PINT(I,K,J)=PINT_K(K)
504          T(I,K,J)=T_K(K)
505          W(I,K,J)=W_K(K)
506          DWDT(I,K,J)=DWDT_K(K)
507        ENDDO
508!-----------------------------------------------------------------------
509!
510      ENDDO
511!
512      ENDDO final_update
513!
514!-----------------------------------------------------------------------
515!
516      END SUBROUTINE EPS
517!
518!-----------------------------------------------------------------------
519!
520!-----------------------------------------------------------------------
521!***********************************************************************
522      SUBROUTINE VADZ(NTSD,DT,FIS,SIGMA,DFL,HTM,HBM2                    &
523                     ,DETA1,DETA2,PDTOP                                 &
524                     ,PINT,PDSL,PDSLO,PETDT                             &
525                     ,RTOP,T,Q,CWM,Z,W,DWDT,PDWDT                       &
526                     ,IHE,IHW,IVE,IVW,INDX3_WRK                         &
527                     ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                           &
528                     ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                           &
529                     ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
530!***********************************************************************
531!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
532!                .      .    .     
533! SUBPROGRAM:    VADZ        VERTICAL ADVECTION OF HEIGHT
534!   PRGRMMR: JANJIC          ORG: W/NP22     DATE: 93-11-17
535!     
536! ABSTRACT:
537!     VADV CALCULATES THE CONTRIBUTION OF THE VERTICAL ADVECTION
538!     OF HEIGHT IN ORDER TO COMPUTE W=DZ/DT DIAGNOSTICALLY
539!     
540! PROGRAM HISTORY LOG:
541!   96-05-??  JANJIC     - ORIGINATOR
542!   00-01-04  BLACK      - DISTRIBUTED MEMORY AND THREADS
543!   01-03-26  BLACK      - CONVERTED TO WRF STRUCTURE
544!   02-02-19  BLACK      - CONVERSION UPDATED
545!   04-11-22  BLACK      - THREADED
546!     
547! USAGE: CALL VADZ FROM MAIN PROGRAM
548!   INPUT ARGUMENT LIST:
549!
550!   OUTPUT ARGUMENT LIST:
551!
552!   OUTPUT FILES:
553!     NONE
554!
555!   SUBPROGRAMS CALLED:
556!
557!     UNIQUE: NONE
558!
559!     LIBRARY: NONE
560!
561! ATTRIBUTES:
562!   LANGUAGE: FORTRAN 90
563!   MACHINE : IBM SP
564!$$$
565!***********************************************************************
566!-----------------------------------------------------------------------
567!
568      IMPLICIT NONE
569!
570!-----------------------------------------------------------------------
571#ifdef  AS_RECEIVED
572      LOGICAL,INTENT(IN) :: SIGMA
573#else
574      INTEGER,INTENT(IN) :: SIGMA
575#endif
576!
577      INTEGER,INTENT(IN) :: NTSD
578!
579      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
580                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
581                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
582!
583      INTEGER,DIMENSION(JMS:JME),INTENT(IN) :: IHE,IHW,IVE,IVW
584!
585!-----------------------------------------------------------------------
586!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
587!***  NMM_MAX_DIM is set in configure.wrf and must agree with
588!***  the value of dimspec q in the Registry/Registry
589!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
590!-----------------------------------------------------------------------
591!
592      INTEGER,DIMENSION(-3:3,NMM_MAX_DIM,0:6),INTENT(IN) :: INDX3_WRK
593!
594      REAL,INTENT(IN) :: DT,PDTOP
595!
596      REAL,DIMENSION(KTS:KTE),INTENT(IN) :: DETA1,DETA2
597!
598      REAL,DIMENSION(KTS:KTE+1),INTENT(IN) :: DFL
599!
600      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: FIS,HBM2,PDSL,PDSLO
601!
602      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: PETDT
603!
604      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: CWM,HTM     &
605                                                           ,Q,RTOP,T
606!
607      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(OUT) :: PDWDT
608!
609      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(INOUT) :: DWDT
610!
611      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: PINT
612!
613      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(OUT) :: W,Z
614!-----------------------------------------------------------------------
615!
616!***  LOCAL VARIABLES
617!
618!-----------------------------------------------------------------------
619      INTEGER :: I,J,K
620!
621      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME) :: FNE,FSE,TTB
622!
623      REAL :: DZ,RDT,TTAL,ZETA
624!-----------------------------------------------------------------------
625!***********************************************************************
626!-----------------------------------------------------------------------
627      RDT=1./DT
628!-----------------------------------------------------------------------
629!$omp parallel do                                                       &
630!$omp& private(dz,i,j,k,zeta)
631      DO J=MYJS,MYJE
632!
633        DO K=KTS,KTE
634        DO I=MYIS,MYIE
635          PDWDT(I,K,J)=DWDT(I,K,J)
636          DWDT(I,K,J)=W(I,K,J)
637        ENDDO
638        ENDDO
639!
640        DO I=MYIS,MYIE
641          W(I,KTS,J)=0.
642#ifdef AS_RECEIVED
643          IF(SIGMA)THEN
644#else
645          IF(SIGMA==1)THEN
646#endif
647            Z(I,KTS,J)=FIS(I,J)*RG
648          ELSE
649            Z(I,KTS,J)=0.
650          ENDIF
651        ENDDO
652!
653        DO K=KTS,KTE
654!
655          ZETA=DFL(K+1)*RG
656!
657          DO I=MYIS,MYIE
658!
659            DZ=(Q(I,K,J)*P608-CWM(I,K,J)+1.)*T(I,K,J)                   &
660              /(PINT(I,K+1,J)+PINT(I,K,J))                              &
661              *(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J))*TRG
662            Z(I,K+1,J)=(Z(I,K,J)+DZ-ZETA)*HTM(I,K,J)+ZETA
663            W(I,K+1,J)=(DZ-RTOP(I,K,J)                                  &
664                      *(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J))*RG)         &
665                      *HTM(I,K,J)*HBM2(I,J)                             &
666                      +W(I,K,J)
667!
668          ENDDO
669        ENDDO
670!
671      ENDDO
672!-----------------------------------------------------------------------
673!$omp parallel do                                                       &
674!$omp& private(i,j,k)
675      DO J=MYJS,MYJE
676!
677        DO K=KTS,KTE
678        DO I=MYIS,MYIE
679          Z(I,K,J)=(Z(I,K+1,J)+Z(I,K,J))*0.5
680          W(I,K,J)=(W(I,K+1,J)+W(I,K,J))*HTM(I,K,J)*HBM2(I,J)*0.5*RDT
681        ENDDO
682        ENDDO
683!
684      ENDDO
685!-----------------------------------------------------------------------
686      DO J=MYJS,MYJE
687      DO I=MYIS,MYIE
688        TTB(I,J)=0.
689      ENDDO
690      ENDDO
691!
692!$omp parallel do                                                       &
693!$omp& private(i,j,k,ttal)
694      DO J=MYJS2,MYJE2
695        DO K=KTE,KTS+1,-1
696        DO I=MYIS1,MYIE1
697          TTAL=(Z(I,K-1,J)-Z(I,K,J))*PETDT(I,K-1,J)*0.5
698          W(I,K,J)=(TTAL+TTB(I,J))/(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J)) &
699                  +W(I,K,J)
700          TTB(I,J)=TTAL
701        ENDDO
702        ENDDO
703      ENDDO
704!
705!$omp parallel do                                                       &
706!$omp& private(i,j)
707      DO J=MYJS2,MYJE2
708      DO I=MYIS1,MYIE1
709        W(I,KTS,J)=TTB(I,J)/(DETA1(KTS)*PDTOP+DETA2(KTS)*PDSLO(I,J))    &
710                  +W(I,KTS,J)
711      ENDDO
712      ENDDO
713!-----------------------------------------------------------------------
714      END SUBROUTINE VADZ
715!-----------------------------------------------------------------------
716!
717!-----------------------------------------------------------------------
718!***********************************************************************
719      SUBROUTINE HADZ(NTSD,DT,HYDRO,HTM,HBM2,DETA1,DETA2,PDTOP          &
720                     ,DX,DY,FAD                                         &
721                     ,FEW,FNS,FNE,FSE                                   &
722                     ,PDSL,U,V,W,Z                                      &
723                     ,IHE,IHW,IVE,IVW,INDX3_WRK                         &
724                     ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                           &
725                     ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                           &
726                     ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
727!***********************************************************************
728!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
729!                .      .    .     
730! SUBPROGRAM:    HADZ        HORIZONTAL ADVECTION OF HEIGHT
731!   PRGRMMR: JANJIC          ORG: W/NP22     DATE: 96-05-??       
732!     
733! ABSTRACT:
734!     HADZ CALCULATES DIAGNOSTICALLY THE CONTRIBUTION OF
735!     THE HORIZONTAL ADVECTION OF HEIGHT
736!     
737! PROGRAM HISTORY LOG:
738!   96-05-??  JANJIC     - ORIGINATOR
739!   00-01-04  BLACK      - DISTRIBUTED MEMORY AND THREADS
740!   01-03-26  BLACK      - CONVERTED TO WRF STRUCTURE
741!   04-11-22  BLACK      - THREADED
742!
743! USAGE: CALL HADZ FROM MAIN PROGRAM
744!   INPUT ARGUMENT LIST:
745!
746!   OUTPUT ARGUMENT LIST:
747!     NONE
748!
749!   OUTPUT FILES:
750!
751!   SUBPROGRAMS CALLED:
752!
753!     UNIQUE: NONE
754!
755!     LIBRARY: NONE
756!
757! ATTRIBUTES:
758!   LANGUAGE: FORTRAN 90
759!   MACHINE : IBM SP
760!$$$
761!***********************************************************************
762!-----------------------------------------------------------------------
763!
764      IMPLICIT NONE
765!
766!-----------------------------------------------------------------------
767      LOGICAL,INTENT(IN) :: HYDRO
768!
769      INTEGER,INTENT(IN) :: NTSD
770!
771      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
772                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
773                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
774!
775      INTEGER,DIMENSION(JMS:JME),INTENT(IN) :: IHE,IHW,IVE,IVW
776!
777!-----------------------------------------------------------------------
778!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
779!***  NMM_MAX_DIM is set in configure.wrf and must agree with
780!***  the value of dimspec q in the Registry/Registry
781!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
782!-----------------------------------------------------------------------
783!
784      INTEGER,DIMENSION(-3:3,NMM_MAX_DIM,0:6),INTENT(IN) :: INDX3_WRK
785!
786      REAL,INTENT(IN) :: DT,DY,PDTOP
787!
788      REAL,DIMENSION(KMS:KME-1),INTENT(IN) :: DETA1,DETA2
789!
790      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: DX,FAD,HBM2,PDSL
791!
792      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: HTM,U,V
793!
794      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(OUT) :: FEW,FNE    &
795                                                            ,FNS,FSE
796!
797      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(IN) :: Z
798!
799      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KMS:KME,JMS:JME),INTENT(INOUT) :: W
800!-----------------------------------------------------------------------
801!
802!***  LOCAL VARIABLES
803!
804!-----------------------------------------------------------------------
805      INTEGER,PARAMETER :: NTSHY=2
806!
807      INTEGER :: I,J,J1_00,J1_P1,J1_P2,J4_00,J4_M1,J4_P1,J5_00,J5_M1    &
808                ,J6_00,J6_P1,JJ,JKNT,JSTART,K
809!
810      REAL :: FEWP,FNEP,FNSP,FSEP,UDY,VDX
811!
812      REAL,DIMENSION(IMS:IME,KTS:KTE) :: UDY_00,ZEW
813!
814!***  TYPE 1 WORKING ARRAY (SEE PFDHT)
815!
816      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE,-2:2) :: DPDE
817!
818!***  TYPE 4 WORKING ARRAY
819!
820      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE,-1:1) :: UNED,USED,ZNS
821!
822!***  TYPE 5 WORKING ARRAY
823!
824      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE,-1:0) :: ZNE
825!
826!***  TYPE 6 WORKING ARRAY
827!
828      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,KTS:KTE, 0:1) :: ZSE
829!-----------------------------------------------------------------------
830!***********************************************************************
831!-----------------------------------------------------------------------
832      IF(NTSD+1<=NTSHY.OR.HYDRO)THEN
833!$omp parallel do                                                       &
834!$omp& private(i,j,k)
835        DO J=MYJS,MYJE
836          DO K=KTS,KTE
837          DO I=MYIS,MYIE
838            W(I,K,J)=0.
839          ENDDO
840          ENDDO
841        ENDDO
842!***
843        RETURN
844!***
845      ENDIF
846!-----------------------------------------------------------------------
847!***********************************************************************
848!-----------------------------------------------------------------------
849!
850!***  FIRST ZERO OUT SOME WORKING ARRAYS
851!
852      DO J=-2,2
853!$omp parallel do                                                       &
854!$omp& private(i,k)
855      DO K=KTS,KTE
856      DO I=ITS-5,ITE+5
857        DPDE(I,K,J)=0.
858      ENDDO
859      ENDDO
860      ENDDO
861!
862      DO J=-1,1
863!$omp parallel do                                                       &
864!$omp& private(i,k)
865      DO K=KTS,KTE
866      DO I=ITS-5,ITE+5
867        UNED(I,K,J)=0.
868        USED(I,K,J)=0.
869      ENDDO
870      ENDDO
871      ENDDO
872!
873!-----------------------------------------------------------------------
874!***  MARCH NORTHWARD THROUGH THE SOUTHERNMOST SLABS TO BEGIN
875!***  FILLING THE MAIN WORKING ARRAYS WHICH ARE MULTI-DIMENSIONED
876!***  IN J BECAUSE THEY ARE DIFFERENCED OR AVERAGED IN J
877!-----------------------------------------------------------------------
878!
879      JSTART=MYJS2_P1
880!
881      DO J=-2,1
882        JJ=JSTART+J
883!
884!$omp parallel do                                                       &
885!$omp& private(i,k)
886        DO K=KTS,KTE
887        DO I=MYIS_P4,MYIE_P4
888          DPDE(I,K,J)=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,JJ)
889        ENDDO
890        ENDDO
891!
892      ENDDO
893!
894      DO J=-1,0
895        JJ=JSTART+J
896!
897!$omp parallel do                                                       &
898!$omp& private(fnsp,i,k,udy,vdx)
899        DO K=KTS,KTE
900        DO I=MYIS_P3,MYIE_P3
901          UDY=U(I,K,JJ)*DY
902          VDX=V(I,K,JJ)*DX(I,JJ)
903          UNED(I,K,J)=UDY+VDX
904          USED(I,K,J)=UDY-VDX
905          FNSP=VDX*(DPDE(I,K,J-1)+DPDE(I,K,J+1))
906          ZNS(I,K,J)=FNSP*(Z(I,K,JJ+1)-Z(I,K,JJ-1))
907          FNS(I,K,JJ)=FNSP
908          UDY_00(I,K)=UDY
909        ENDDO
910        ENDDO
911!
912      ENDDO
913!
914      J=-1
915      JJ=JSTART+J
916!
917!$omp parallel do                                                       &
918!$omp& private(fnep,i,k)
919      DO K=KTS,KTE
920      DO I=MYIS_P2,MYIE_P2
921        FNEP=(UNED(I+IHE(JJ),K,J)+UNED(I,K,J+1))                        &
922            *(DPDE(I,K,J)+DPDE(I+IHE(JJ),K,J+1))
923        ZNE(I,K,J)=FNEP*(Z(I+IHE(JJ),K,JJ+1)-Z(I,K,JJ))
924      ENDDO
925      ENDDO
926!
927      J=0
928      JJ=JSTART+J
929!
930!$omp parallel do                                                       &
931!$omp& private(fsep,i,k)
932      DO K=KTS,KTE
933      DO I=MYIS_P2,MYIE_P2
934        FSEP=(USED(I+IHE(JJ),K,J)+USED(I,K,J-1))                        &
935            *(DPDE(I,K,J)+DPDE(I+IHE(JJ),K,J-1))
936        ZSE(I,K,J)=FSEP*(Z(I+IHE(JJ),K,JJ-1)-Z(I,K,JJ))
937        FSE(I,K,JJ)=FSEP
938      ENDDO
939      ENDDO
940!-----------------------------------------------------------------------
941!
942      JKNT=0
943!
944      main_integration:  DO J=MYJS2_P1,MYJE2_P1
945!
946!-----------------------------------------------------------------------
947!***
948!***  SET THE 3RD INDEX IN THE WORKING ARRAYS (SEE SUBROUTINE INIT
949!***                                           AND ABOVE DIAGRAMS)
950!***
951!***  J[TYPE]_NN WHERE "TYPE" IS THE WORKING ARRAY TYPE SEEN IN THE
952!***  LOCAL DECLARATION ABOVE (DEPENDENT UPON THE J EXTENT) AND
953!***  NN IS THE NUMBER OF ROWS NORTH OF THE CENTRAL ROW WHOSE J IS
954!***  THE CURRENT VALUE OF THE main_integration LOOP.
955!***  (P2 denotes +2, etc.)
956!***
957        JKNT=JKNT+1
958!
959        J1_P2=INDX3_WRK(2,JKNT,1)
960        J1_P1=INDX3_WRK(1,JKNT,1)
961        J1_00=INDX3_WRK(0,JKNT,1)
962!
963        J4_P1=INDX3_WRK(1,JKNT,4)
964        J4_00=INDX3_WRK(0,JKNT,4)
965        J4_M1=INDX3_WRK(-1,JKNT,4)
966!
967        J5_00=INDX3_WRK(0,JKNT,5)
968        J5_M1=INDX3_WRK(-1,JKNT,5)
969!
970        J6_P1=INDX3_WRK(1,JKNT,6)
971        J6_00=INDX3_WRK(0,JKNT,6)
972!-----------------------------------------------------------------------
973!
974!***  MASS FLUXES AND MASS POINT ADVECTION COMPONENTS
975!
976!-----------------------------------------------------------------------
977!$omp parallel do                                                       &
978!$omp& private(fewp,fnep,fnsp,fsep,i,k,udy,vdx)
979        DO K=KTS,KTE
980!
981        DO I=MYIS_P4,MYIE_P4
982          DPDE(I,K,J1_P2)=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J+2)
983        ENDDO
984!
985        DO I=MYIS_P3,MYIE_P3
986          UDY=U(I,K,J+1)*DY
987          VDX=V(I,K,J+1)*DX(I,J+1)
988!
989          FEWP=UDY_00(I,K)                                              &
990             *(DPDE(I+IVW(J),K,J1_00)+DPDE(I+IVE(J),K,J1_00))
991          FNSP=VDX*(DPDE(I,K,J1_00)+DPDE(I,K,J1_P2))
992!
993          FEW(I,K,J)=FEWP
994          FNS(I,K,J+1)=FNSP
995!
996          ZEW(I,K)=FEWP*(Z(I+IVE(J),K,J)-Z(I+IVW(J),K,J))
997          ZNS(I,K,J4_P1)=FNSP*(Z(I,K,J+2)-Z(I,K,J))
998!
999          UNED(I,K,J4_P1)=UDY+VDX
1000          USED(I,K,J4_P1)=UDY-VDX
1001!
1002          UDY_00(I,K)=UDY
1003        ENDDO
1004!
1005!-----------------------------------------------------------------------
1006!
1007!***  DIAGONAL FLUXES AND DIAGONALLY AVERAGED WIND
1008!
1009!-----------------------------------------------------------------------
1010        DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
1011          FNEP=(UNED(I+IHE(J),K,J4_00)+UNED(I,K,J4_P1))                 &
1012              *(DPDE(I,K,J1_00)+DPDE(I+IHE(J),K,J1_P1))
1013          FNE(I,K,J)=FNEP
1014          ZNE(I,K,J5_00)=FNEP*(Z(I+IHE(J),K,J+1)-Z(I,K,J))
1015!
1016          FSEP=(USED(I+IHE(J+1),K,J4_P1)+USED(I,K,J4_00))               &
1017              *(DPDE(I,K,J1_P1)+DPDE(I+IHE(J+1),K,J1_00))
1018          FSE(I,K,J+1)=FSEP
1019          ZSE(I,K,J6_P1)=FSEP*(Z(I+IHE(J+1),K,J)-Z(I,K,J+1))
1020        ENDDO
1021!
1022!-----------------------------------------------------------------------
1023!
1024!***  ADVECTION OF Z
1025!
1026!-----------------------------------------------------------------------
1027        DO I=MYIS1_P1,MYIE1_P1
1028          W(I,K,J)=-(ZEW(I+IHW(J),K)+ZEW(I+IHE(J),K)                    &
1029                    +ZNS(I,K,J4_M1)+ZNS(I,K,J4_P1)                      &
1030                    +ZNE(I+IHW(J),K,J5_M1)+ZNE(I,K,J5_00)               &
1031                    +ZSE(I,K,J6_00)+ZSE(I+IHW(J),K,J6_P1))              &
1032                    *FAD(I,J)*HTM(I,K,J)*HBM2(I,J)/(DPDE(I,K,J1_00)*DT) &
1033                    +W(I,K,J)
1034        ENDDO
1035!
1036        ENDDO   ! End K loop
1037!-----------------------------------------------------------------------
1038!
1039      ENDDO main_integration
1040!
1041!-----------------------------------------------------------------------
1042!
1043      END SUBROUTINE HADZ
1044!
1045!-----------------------------------------------------------------------
1046      END MODULE MODULE_NONHY_DYNAM
1047!-----------------------------------------------------------------------
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.