source: trunk/WRF.COMMON/WRFV3/dyn_nmm/module_NONHY_DYNAM.F @ 3567

Last change on this file since 3567 was 2759, checked in by aslmd, 2 years ago

adding unmodified code from WRFV3.0.1.1, expurged from useless data +1M size

File size: 30.7 KB
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                    ,HBM2,HBM3                                          &
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                                    &
32                    ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                            &
33                    ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                            &
34                    ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
35!***********************************************************************
36!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
37!                .      .    .
38! SUBPROGRAM:    EPS
39!   PRGRMMR: JANJIC          ORG: W/NP22     DATE: 9?-??-??
40!
41! ABSTRACT:
42!     EPS COMPUTES THE VERTICAL AND HORIZONTAL ADVECTION OF DZ/DT
43!
44! PROGRAM HISTORY LOG:
45!   9?-??-??  JANJIC     - ORIGINATOR
46!   00-01-05  BLACK      - DISTRIBUTED MEMORY AND THREADS
47!   02-02-07  BLACK      - CONVERTED TO WRF STRUCTURE
48!   04-11-22  BLACK      - THREADED
49!   05-12-12  BLACK      - CONVERTED FROM IKJ TO IJK
50!
51! USAGE: CALL EPS FROM SUBROUTINE SOLVE_RUNSTREAM
52!   INPUT ARGUMENT LIST:
53!
54!   OUTPUT ARGUMENT LIST:
55!
56!   OUTPUT FILES:
57!     NONE
58!
59!   SUBPROGRAMS CALLED:
60!
61!     UNIQUE: NONE
62!
63!     LIBRARY: NONE
64!
65! ATTRIBUTES:
66!   LANGUAGE: FORTRAN 90
67!   MACHINE : IBM SP
68!$$$
69!-----------------------------------------------------------------------
70!
71      IMPLICIT NONE
72!-----------------------------------------------------------------------
73      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
74                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
75                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
76!
77      INTEGER,DIMENSION(JMS:JME),INTENT(IN) :: IHE,IHW,IVE,IVW
78!
79!-----------------------------------------------------------------------
80!
81      INTEGER,INTENT(IN) :: NTSD
82!
83      REAL,INTENT(IN) :: DT,DY,PDTOP,PT
84!
85      REAL,DIMENSION(KMS:KME-1),INTENT(IN) :: DETA1,DETA2
86!
87      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: DWDTMN,DWDTMX,DX    &
88                                                   ,FAD,HBM2,HBM3       &
89                                                   ,PDSL,PDSLO
90!
91      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(IN) :: PETDT
92!
93      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(IN) :: CWM         &
94                                                           ,FEW,FNE     &
95                                                           ,FNS,FSE     &
96                                                           ,Q,RTOP      &
97                                                           ,U,V
98!
99      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(INOUT) :: DWDT     &
100                                                              ,PDWDT    &
101                                                              ,T
102!
103      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(INOUT) :: PINT,W
104!
105      LOGICAL,INTENT(IN) :: HYDRO
106!
107!-----------------------------------------------------------------------
108!
109!***  LOCAL VARIABLES
110!
111!-----------------------------------------------------------------------
112!
113      INTEGER,PARAMETER :: NTSHY=2
114!
115      REAL,PARAMETER :: WGHT=0.35,WP=0.
116!
117      INTEGER,DIMENSION(KTS:KTE) :: LA
118!
119      INTEGER :: I,J,K,LMP
120!
121      REAL,DIMENSION(KTS:KTE) :: B1,B2,B3,C0,CWM_K,DWDT_K,Q_K,RDPP      &
122                                ,RTOP_K,T_K
123!
124      REAL,DIMENSION(ITS:ITE) :: DPTU_I,PNP1_I,PSTRUP_I
125!
126      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,JTS-5:JTE+5) :: TTB,WEW,WNE,WNS,WSE
127!
128      REAL,DIMENSION(ITS:ITE,KTS:KTE) :: B1_IK,B2_IK,B3_IK,C0_IK        &
129                                        ,CWM_IK,DWDT_IK,Q_IK            &
130                                        ,RDPP_IK,RTOP_IK,T_IK
131!
132      REAL,DIMENSION(ITS:ITE,KTS:KTE+1) :: CHI_IK,COFF_IK               &
133                                          ,PINT_IK,PSTR_IK,W_IK
134!
135      REAL :: ADDT,DELP,DETAL,DP,DPDE,DPPL,DPSTR,DPTL,DPTU              &
136             ,DWDTT,EPSN,FCT,FFC,GDT,GDT2                               &
137             ,PNP,PP1,PSTRDN,PSTRUP,RDP,RDPDN,RDPUP,RDT                 &
138             ,TFC,TMP,TTAL,TTFC
139!
140      LOGICAL :: BOT,TOP
141!
142!-----------------------------------------------------------------------
143!***********************************************************************
144!-----------------------------------------------------------------------
145      IF(NTSD<=NTSHY.OR.HYDRO)THEN
146!***
147        DO J=MYJS_P2,MYJE_P2
148        DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
149          PINT(I,J,KTE+1)=PT
150        ENDDO
151        ENDDO
152!
153!$omp parallel do                                                       &
154!$omp& private(i,j,k)
155        DO K=KTS,KTE
156          DO J=MYJS_P2,MYJE_P2
157          DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
158            DWDT(I,J,K)=1.
159            PDWDT(I,J,K)=1.
160          ENDDO
161          ENDDO
162        ENDDO
163!
164!$omp parallel do                                                       &
165!$omp& private(i,j,k)
166        DO K=KTE,KTS,-1
167          DO J=MYJS_P2,MYJE_P2
168          DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
169            PINT(I,J,K)=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J)+PINT(I,J,K+1)
170          ENDDO
171          ENDDO
172        ENDDO
173!***
174        RETURN
175!***
176      ENDIF
177!-----------------------------------------------------------------------
178      ADDT=DT
179      RDT=1./ADDT
180!-----------------------------------------------------------------------
181!
182!***  TIME TENDENCY
183!
184!$omp parallel do                                                       &
185!$omp& private(i,j,k)
186      DO K=KTS,KTE
187        DO J=MYJS_P1,MYJE_P1
188        DO I=MYIS_P1,MYIE_P1
189          DWDT(I,J,K)=(W(I,J,K)-DWDT(I,J,K))*HBM2(I,J)*RDT
190        ENDDO
191        ENDDO
192      ENDDO
193!
194!-----------------------------------------------------------------------
195!***
196!***  VERTICAL ADVECTION
197!***
198!-----------------------------------------------------------------------
199!
200      DO J=MYJS2,MYJE2
201      DO I=MYIS,MYIE
202        TTB(I,J)=0.
203      ENDDO
204      ENDDO
205!
206      DO K=KTE,KTS+1,-1
207!
208!$omp parallel do                                                       &
209!$omp& private(i,j,ttal)
210      DO J=MYJS2,MYJE2
211      DO I=MYIS,MYIE
212        TTAL=(W(I,J,K-1)-W(I,J,K))*PETDT(I,J,K-1)*0.5
213        DWDT(I,J,K)=(TTAL+TTB(I,J))                                     &
214                   /(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J))                &
215                    +DWDT(I,J,K)
216        TTB(I,J)=TTAL
217      ENDDO
218      ENDDO
219      ENDDO
220!
221!$omp parallel do                                                       &
222!$omp& private(i,j)
223      DO J=MYJS2,MYJE2
224      DO I=MYIS1,MYIE1
225        TTB(I,J)=(W(I,J,KTS)-W(I,J,KTS+1))*PETDT(I,J,KTS)*0.5
226        DWDT(I,J,KTS)=TTB(I,J)/(DETA1(KTS)*PDTOP+DETA2(KTS)*PDSLO(I,J)) &
227                     +DWDT(I,J,KTS)
228      ENDDO
229      ENDDO
230!-----------------------------------------------------------------------
231!***
232!***  END OF VERTICAL ADVECTION
233!***
234!-----------------------------------------------------------------------
235!
236!-----------------------------------------------------------------------
237!***
238!***  HORIZONTAL ADVECTION
239!***
240!-----------------------------------------------------------------------
241!
242!$omp parallel do                                                       &
243!$omp& private(dpde,i,j,k)
244!
245      main_horizontal:  DO K=KTS,KTE
246!
247!-----------------------------------------------------------------------
248!***  THE WORKING ARRAYS FOR THE PRIMARY VARIABLES
249!-----------------------------------------------------------------------
250!
251        DO J=MYJS1_P3,MYJE1_P3
252        DO I=MYIS_P3,MYIE_P3
253          WEW(I,J)=FEW(I,J,K)*(W(I+IVE(J),J,K)-W(I+IVW(J),J,K))
254          WNS(I,J)=FNS(I,J,K)*(W(I,J+1,K)-W(I,J-1,K))
255        ENDDO
256        ENDDO
257!
258!***    DIAGONAL FLUXES AND DIAGONALLY AVERAGED WIND
259!
260        DO J=MYJS1_P2,MYJE2_P2
261        DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
262          WNE(I,J)=FNE(I,J,K)*(W(I+IHE(J),J+1,K)-W(I,J,K))
263        ENDDO
264        ENDDO
265!
266        DO J=MYJS2_P2,MYJE1_P2
267        DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
268          WSE(I,J)=FSE(I,J,K)*(W(I+IHE(J),J-1,K)-W(I,J,K))
269        ENDDO
270        ENDDO
271!
272!-----------------------------------------------------------------------
273!***    ADVECTION OF W
274!-----------------------------------------------------------------------
275!
276        DO J=MYJS3,MYJE3
277        DO I=MYIS2,MYIE2
278          DPDE=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J)
279          DWDT(I,J,K)=-(WEW(I+IHW(J),J)      +WEW(I+IHE(J),J)           &
280                       +WNS(I,J-1)           +WNS(I,J+1)                &
281                       +WNE(I+IHW(J),J-1)    +WNE(I,J)                  &
282                       +WSE(I,J)             +WSE(I+IHW(J),J+1))        &
283                       *FAD(I,J)*HBM3(I,J)/(DPDE*DT)                    &
284                       +DWDT(I,J,K)
285        ENDDO
286        ENDDO
287!
288!-----------------------------------------------------------------------
289!
290      ENDDO main_horizontal
291!
292!-----------------------------------------------------------------------
293!***
294!***  END OF HORIZONTAL ADVECTION
295!***
296!-----------------------------------------------------------------------
297!
298!$omp parallel do                                                       &
299!$omp& private(dwdtt,i,j,k)
300      DO K=KTS,KTE
301      DO J=MYJS,MYJE
302      DO I=MYIS,MYIE
303        DWDTT=DWDT(I,J,K)
304        DWDTT=MAX(DWDTT,DWDTMN(I,J))
305        DWDTT=MIN(DWDTT,DWDTMX(I,J))
306!
307        DWDT(I,J,K)=(DWDTT*RG+1.)*(1.-WP)+PDWDT(I,J,K)*WP
308      ENDDO
309      ENDDO
310      ENDDO
311!-----------------------------------------------------------------------
312!
313      GDT=G*DT
314      GDT2=GDT*GDT
315      FFC=-R_D/GDT2
316!
317!-----------------------------------------------------------------------
318!
319!$omp parallel do                                                       &
320!$omp& private(b1_ik,b2_ik,b3_ik,c0_ik,chi_ik,coff_ik,cwm_ik,           &
321!$omp&        ,delp,dppl,dpstr,dptl,dptu_i,dwdt_ik,fct,i,j,k            &
322!$omp&        ,pint_ik,pnp1_i,pp1,pstr_ik,pstrdn,pstrup_i,q_ik          &
323!$omp&        ,rdpdn,rdpup,rtop_ik,t_ik,tfc,tmp,ttfc,w_ik)
324!
325      final_update:  DO J=MYJS3,MYJE3
326!
327!-----------------------------------------------------------------------
328!***  EXTRACT COLUMNS FROM 3-D ARRAYS
329!-----------------------------------------------------------------------
330!
331        DO K=KTS,KTE
332        DO I=MYIS2,MYIE2
333          CWM_IK(I,K)=CWM(I,J,K)
334          DWDT_IK(I,K)=DWDT(I,J,K)
335          Q_IK(I,K)=Q(I,J,K)
336          RTOP_IK(I,K)=RTOP(I,J,K)
337          T_IK(I,K)=T(I,J,K)
338        ENDDO
339        ENDDO
340!
341        DO K=KTS,KTE+1
342        DO I=MYIS2,MYIE2
343          PINT_IK(I,K)=PINT(I,J,K)
344          W_IK(I,K)=W(I,J,K)
345        ENDDO
346        ENDDO
347!
348        DO I=MYIS2,MYIE2
349          PSTR_IK(I,KTE+1)=PT
350        ENDDO
351!
352!-----------------------------------------------------------------------
353!
354        DO K=KTE,KTS,-1
355!
356          IF(K==KTE)THEN
357            DO I=MYIS2,MYIE2
358              DPPL=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J)
359              RDPP_IK(I,K)=1./DPPL
360              DPSTR=DWDT_IK(I,K)*DPPL
361              PSTR_IK(I,K)=PT+DPSTR
362              PP1=PT+DPSTR
363              PNP1_I(I)=(PP1-PINT_IK(I,K))*WGHT+PINT_IK(I,K)
364              TFC=Q_IK(I,K)*P608+(1.-CWM_IK(I,K))
365              TTFC=-CAPA*TFC+1.
366              COFF_IK(I,K)=T_IK(I,K)*TTFC*TFC*DPPL*FFC                  &
367                          /((PT+PNP1_I(I))*(PT+PNP1_I(I)))
368            ENDDO
369          ELSE
370            DO I=MYIS2,MYIE2
371              DPPL=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J)
372              RDPP_ik(I,K)=1./DPPL
373              DPSTR=DWDT_IK(I,K)*DPPL
374              PSTR_IK(I,K)=PSTR_IK(I,K+1)+DPSTR
375              PP1=PNP1_I(I)+DPSTR
376              PNP=(PP1-PINT_IK(I,K))*WGHT+PINT_IK(I,K)
377              TFC=Q_IK(I,K)*P608+(1.-CWM_IK(I,K))
378              TTFC=-CAPA*TFC+1.
379              COFF_IK(I,K)=T_IK(I,K)*TTFC*TFC*DPPL*FFC                  &
380                          /((PNP1_I(I)+PNP)*(PNP+PNP1_I(I)))
381              PNP1_I(I)=PNP
382            ENDDO
383          ENDIF
384!
385        ENDDO
386!
387!-----------------------------------------------------------------------
388!
389        DO I=MYIS2,MYIE2
390!!BUG!!   PSTRUP_I(I)=-(PSTR_IK(I,KTE)-PINT_IK(I,KTE))*COFF_IK(I,KTE)
391          PSTRUP_I(I)=-(PSTR_IK(I,KTE+1)+PSTR_IK(I,KTE)                 &
392                       -PINT_IK(I,KTE+1)-PINT_IK(I,KTE))*COFF_IK(I,KTE)
393        ENDDO
394!
395!-----------------------------------------------------------------------
396        DO K=KTE-1,KTS,-1
397!
398          IF(K==KTE-1)THEN
399            DO I=MYIS2,MYIE2
400              RDPDN=RDPP_IK(I,K)
401              RDPUP=RDPP_IK(I,K+1)
402!
403              PSTRDN=-(PSTR_IK(I,K+1)+PSTR_IK(I,K)                      &
404                      -PINT_IK(I,K+1)-PINT_IK(I,K))                     &
405                      *COFF_IK(I,K)
406!
407              B1_IK(I,K)=COFF_IK(I,K+1)+RDPUP
408              B2_IK(I,K)=(COFF_IK(I,K+1)+COFF_IK(I,K))-(RDPUP+RDPDN)
409              B3_IK(I,K)=COFF_IK(I,K)+RDPDN
410              C0_IK(I,K)=PSTRUP_I(I)+PSTRDN
411              PSTRUP_I(I)=PSTRDN
412            ENDDO
413          ELSE
414            DO I=MYIS2,MYIE2
415              RDPDN=RDPP_IK(I,K)
416              RDPUP=RDPP_IK(I,K+1)
417!
418              PSTRDN=-(PSTR_IK(I,K+1)+PSTR_IK(I,K)                      &
419                      -PINT_IK(I,K+1)-PINT_IK(I,K))                     &
420                      *COFF_IK(I,K)
421!
422              B1_IK(I,K)=COFF_IK(I,K+1)+RDPUP
423              B2_IK(I,K)=(COFF_IK(I,K+1)+COFF_IK(I,K))-(RDPUP+RDPDN)
424              B3_IK(I,K)=COFF_IK(I,K)+RDPDN
425              C0_IK(I,K)=PSTRUP_I(I)+PSTRDN
426              PSTRUP_I(I)=PSTRDN
427            ENDDO
428          ENDIF
429!
430        ENDDO
431!
432!-----------------------------------------------------------------------
433!***  ELIMINATION
434!-----------------------------------------------------------------------
435!
436        DO K=KTE-2,KTS,-1
437!
438          IF(K>KTS)THEN
439            DO I=MYIS2,MYIE2
440              TMP=-B1_IK(I,K)/B2_IK(I,K+1)
441              B2_IK(I,K)=B3_IK(I,K+1)*TMP+B2_IK(I,K)
442              C0_IK(I,K)=C0_IK(I,K+1)*TMP+C0_IK(I,K)
443            ENDDO
444          ELSE
445            DO I=MYIS2,MYIE2
446              TMP=-B1_IK(I,K)/B2_IK(I,K+1)
447              B2_IK(I,K)=B3_IK(I,K+1)*TMP                               &
448                       +(B2_IK(I,KTS)+B3_IK(I,KTS))
449              C0_IK(I,K)=C0_IK(I,K+1)*TMP+C0_IK(I,K)
450            ENDDO
451          ENDIF
452!
453        ENDDO
454!
455!-----------------------------------------------------------------------
456!***  BACK SUBSTITUTION
457!-----------------------------------------------------------------------
458!
459        DO K=KTS+1,KTE
460!
461          IF(K==KTS+1)THEN
462            DO I=MYIS2,MYIE2
463              CHI_IK(I,K)=C0_IK(I,KTS)/B2_IK(I,KTS)
464              CHI_IK(I,KTS)=CHI_IK(I,K)
465            ENDDO
466          ELSE
467            DO I=MYIS2,MYIE2
468              CHI_IK(I,K)=(-B3_IK(I,K-1)*CHI_IK(I,K-1)+C0_IK(I,K-1))    &
469                          /B2_IK(I,K-1)
470            ENDDO
471          ENDIF
472!
473        ENDDO
474!-----------------------------------------------------------------------
475!
476        FCT=0.5/CP
477!
478        DO K=KTE,KTS,-1
479!
480          IF(K==KTE)THEN
481            DO I=MYIS2,MYIE2
482              DPTL=(CHI_IK(I,K)+PSTR_IK(I,K)-PINT_IK(I,K))*HBM3(I,J)
483              PINT_IK(I,K)=PINT_IK(I,K)+DPTL
484              T_IK(I,K)=DPTL*RTOP_IK(I,K)*FCT+T_IK(I,K)
485              DELP=(PINT_IK(I,K)-PINT_IK(I,K+1))*RDPP_IK(I,K)
486              W_IK(I,K)=((DELP-DWDT_IK(I,K))*GDT+W_IK(I,K))*HBM3(I,J)
487              DWDT_IK(I,K)=(DELP-1.)*HBM3(I,J)+1.
488              DPTU_I(I)=DPTL
489            ENDDO
490          ELSE
491            DO I=MYIS2,MYIE2
492              DPTL=(CHI_IK(I,K)+PSTR_IK(I,K)-PINT_IK(I,K))*HBM3(I,J)
493              PINT_IK(I,K)=PINT_IK(I,K)+DPTL
494              T_IK(I,K)=(DPTU_I(I)+DPTL)*RTOP_IK(I,K)*FCT+T_IK(I,K)
495              DELP=(PINT_IK(I,K)-PINT_IK(I,K+1))*RDPP_IK(I,K)
496              W_IK(I,K)=((DELP-DWDT_IK(I,K))*GDT+W_IK(I,K))*HBM3(I,J)
497              DWDT_IK(I,K)=(DELP-1.)*HBM3(I,J)+1.
498              DPTU_I(I)=DPTL
499            ENDDO
500          ENDIF
501!
502        ENDDO
503!
504!-----------------------------------------------------------------------
505        DO K=KTS,KTE
506        DO I=MYIS2,MYIE2
507          PINT(I,J,K)=PINT_IK(I,K)
508          T(I,J,K)=T_IK(I,K)
509          W(I,J,K)=W_IK(I,K)
510          DWDT(I,J,K)=DWDT_IK(I,K)
511        ENDDO
512        ENDDO
513!-----------------------------------------------------------------------
514!
515      ENDDO final_update
516!
517!-----------------------------------------------------------------------
518!
519      END SUBROUTINE EPS
520!
521!-----------------------------------------------------------------------
522!
523!-----------------------------------------------------------------------
524!***********************************************************************
525      SUBROUTINE VADZ(NTSD,DT,FIS,SIGMA,DFL,HBM2                        &
526                     ,DETA1,DETA2,PDTOP                                 &
527                     ,PINT,PDSL,PDSLO,PETDT                             &
528                     ,RTOP,T,Q,CWM,Z,W,DWDT,PDWDT                       &
529                     ,IHE,IHW,IVE,IVW                                   &
530                     ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                           &
531                     ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                           &
532                     ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
533!***********************************************************************
534!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
535!                .      .    .     
536! SUBPROGRAM:    VADZ        VERTICAL ADVECTION OF HEIGHT
537!   PRGRMMR: JANJIC          ORG: W/NP22     DATE: 93-11-17
538!     
539! ABSTRACT:
540!     VADV CALCULATES THE CONTRIBUTION OF THE VERTICAL ADVECTION
541!     OF HEIGHT IN ORDER TO COMPUTE W=DZ/DT DIAGNOSTICALLY
542!     
543! PROGRAM HISTORY LOG:
544!   96-05-??  JANJIC     - ORIGINATOR
545!   00-01-04  BLACK      - DISTRIBUTED MEMORY AND THREADS
546!   01-03-26  BLACK      - CONVERTED TO WRF STRUCTURE
547!   02-02-19  BLACK      - CONVERSION UPDATED
548!   04-11-22  BLACK      - THREADED
549!   05-12-12  BLACK      - CONVERTED FROM IKJ TO IJK
550!     
551! USAGE: CALL VADZ FROM MAIN PROGRAM
552!   INPUT ARGUMENT LIST:
553!
554!   OUTPUT ARGUMENT LIST:
555!
556!   OUTPUT FILES:
557!     NONE
558!
559!   SUBPROGRAMS CALLED:
560!
561!     UNIQUE: NONE
562!
563!     LIBRARY: NONE
564!
565! ATTRIBUTES:
566!   LANGUAGE: FORTRAN 90
567!   MACHINE : IBM SP
568!$$$
569!***********************************************************************
570!-----------------------------------------------------------------------
571!
572      IMPLICIT NONE
573!
574!-----------------------------------------------------------------------
575#ifdef  AS_RECEIVED
576      LOGICAL,INTENT(IN) :: SIGMA
577#else
578      INTEGER,INTENT(IN) :: SIGMA
579#endif
580!
581      INTEGER,INTENT(IN) :: NTSD
582!
583      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
584                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
585                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
586!
587      INTEGER,DIMENSION(JMS:JME),INTENT(IN) :: IHE,IHW,IVE,IVW
588!
589!-----------------------------------------------------------------------
590!
591      REAL,INTENT(IN) :: DT,PDTOP
592!
593      REAL,DIMENSION(KTS:KTE),INTENT(IN) :: DETA1,DETA2
594!
595      REAL,DIMENSION(KTS:KTE+1),INTENT(IN) :: DFL
596!
597      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: FIS,HBM2,PDSL,PDSLO
598!
599      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(IN) :: PETDT
600!
601      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(IN) :: CWM,Q       &
602                                                           ,RTOP,T
603!
604      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(OUT) :: PDWDT
605!
606      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(INOUT) :: DWDT
607!
608      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(IN) :: PINT
609!
610      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(OUT) :: W,Z
611!-----------------------------------------------------------------------
612!
613!***  LOCAL VARIABLES
614!
615!-----------------------------------------------------------------------
616      INTEGER :: I,J,K
617!
618      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME) :: FNE,FSE,TTB
619!
620      REAL :: DZ,RDT,TTAL,ZETA
621!-----------------------------------------------------------------------
622!***********************************************************************
623!-----------------------------------------------------------------------
624      RDT=1./DT
625!
626      DO K=KTS,KTE
627        DO J=MYJS,MYJE
628        DO I=MYIS,MYIE
629          PDWDT(I,J,K)=DWDT(I,J,K)
630          DWDT(I,J,K)=W(I,J,K)
631        ENDDO
632        ENDDO
633      ENDDO
634!
635      DO J=MYJS,MYJE
636      DO I=MYIS,MYIE
637        W(I,J,KTS)=0.
638!
639#ifdef AS_RECEIVED
640        IF(SIGMA)THEN
641#else
642        IF(SIGMA==1)THEN
643#endif
644          Z(I,J,KTS)=FIS(I,J)*RG
645        ELSE
646          Z(I,J,KTS)=0.
647        ENDIF
648      ENDDO
649      ENDDO
650!
651!-----------------------------------------------------------------------
652!$omp parallel do                                                       &
653!$omp& private(dz,i,j,k,zeta)
654!-----------------------------------------------------------------------
655!
656      kloop1 : DO K=KTS,KTE
657!
658!-----------------------------------------------------------------------
659!
660        DO J=MYJS,MYJE
661        DO I=MYIS,MYIE
662!
663          ZETA=DFL(K+1)*RG
664          DZ=(Q(I,J,K)*P608-CWM(I,J,K)+1.)*T(I,J,K)                     &
665            /(PINT(I,J,K+1)+PINT(I,J,K))                                &
666            *(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J))*TRG
667          Z(I,J,K+1)=Z(I,J,K)+DZ
668          W(I,J,K+1)=(DZ-RTOP(I,J,K)                                    &
669                    *(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J))*RG)           &
670                    *HBM2(I,J)                                          &
671                    +W(I,J,K)
672!
673        ENDDO
674        ENDDO
675!
676!-----------------------------------------------------------------------
677!
678      ENDDO kloop1
679!
680!-----------------------------------------------------------------------
681!$omp parallel do                                                       &
682!$omp& private(i,j,k)
683!-----------------------------------------------------------------------
684      DO K=KTS,KTE
685!
686        DO J=MYJS,MYJE
687        DO I=MYIS,MYIE
688          Z(I,J,K)=(Z(I,J,K+1)+Z(I,J,K))*0.5
689          W(I,J,K)=(W(I,J,K+1)+W(I,J,K))*HBM2(I,J)*0.5*RDT
690        ENDDO
691        ENDDO
692!
693      ENDDO
694!-----------------------------------------------------------------------
695!
696      DO J=MYJS,MYJE
697      DO I=MYIS,MYIE
698        TTB(I,J)=0.
699      ENDDO
700      ENDDO
701!
702!-----------------------------------------------------------------------
703!$omp parallel do                                                       &
704!$omp& private(i,j,k,ttal)
705!-----------------------------------------------------------------------
706      DO K=KTE,KTS+1,-1
707        DO J=MYJS2,MYJE2
708        DO I=MYIS1,MYIE1
709          TTAL=(Z(I,J,K-1)-Z(I,J,K))*PETDT(I,J,K-1)*0.5
710          W(I,J,K)=(TTAL+TTB(I,J))/(DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSLO(I,J)) &
711                  +W(I,J,K)
712          TTB(I,J)=TTAL
713        ENDDO
714        ENDDO
715      ENDDO
716!
717!-----------------------------------------------------------------------
718!$omp parallel do                                                       &
719!$omp& private(i,j)
720!-----------------------------------------------------------------------
721      DO J=MYJS2,MYJE2
722      DO I=MYIS1,MYIE1
723        W(I,J,KTS)=TTB(I,J)/(DETA1(KTS)*PDTOP+DETA2(KTS)*PDSLO(I,J))    &
724                  +W(I,J,KTS)
725      ENDDO
726      ENDDO
727!-----------------------------------------------------------------------
728      END SUBROUTINE VADZ
729!-----------------------------------------------------------------------
730!
731!-----------------------------------------------------------------------
732!***********************************************************************
733      SUBROUTINE HADZ(NTSD,DT,HYDRO,HBM2,DETA1,DETA2,PDTOP              &
734                     ,DX,DY,FAD                                         &
735                     ,FEW,FNS,FNE,FSE                                   &
736                     ,PDSL,U,V,W,Z                                      &
737                     ,IHE,IHW,IVE,IVW                                   &
738                     ,IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                           &
739                     ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                           &
740                     ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE)
741!***********************************************************************
742!$$$  SUBPROGRAM DOCUMENTATION BLOCK
743!                .      .    .     
744! SUBPROGRAM:    HADZ        HORIZONTAL ADVECTION OF HEIGHT
745!   PRGRMMR: JANJIC          ORG: W/NP22     DATE: 96-05-??       
746!     
747! ABSTRACT:
748!     HADZ CALCULATES DIAGNOSTICALLY THE CONTRIBUTION OF
749!     THE HORIZONTAL ADVECTION OF HEIGHT
750!     
751! PROGRAM HISTORY LOG:
752!   96-05-??  JANJIC     - ORIGINATOR
753!   00-01-04  BLACK      - DISTRIBUTED MEMORY AND THREADS
754!   01-03-26  BLACK      - CONVERTED TO WRF STRUCTURE
755!   04-11-22  BLACK      - THREADED
756!   05-12-12  BLACK      - CONVERTED FROM IKJ TO IJK
757!
758! USAGE: CALL HADZ FROM MAIN PROGRAM
759!   INPUT ARGUMENT LIST:
760!
761!   OUTPUT ARGUMENT LIST:
762!     NONE
763!
764!   OUTPUT FILES:
765!
766!   SUBPROGRAMS CALLED:
767!
768!     UNIQUE: NONE
769!
770!     LIBRARY: NONE
771!
772! ATTRIBUTES:
773!   LANGUAGE: FORTRAN 90
774!   MACHINE : IBM SP
775!$$$
776!***********************************************************************
777!-----------------------------------------------------------------------
778!
779      IMPLICIT NONE
780!
781!-----------------------------------------------------------------------
782      LOGICAL,INTENT(IN) :: HYDRO
783!
784      INTEGER,INTENT(IN) :: NTSD
785!
786      INTEGER,INTENT(IN) :: IDS,IDE,JDS,JDE,KDS,KDE                     &
787                           ,IMS,IME,JMS,JME,KMS,KME                     &
788                           ,ITS,ITE,JTS,JTE,KTS,KTE
789!
790      INTEGER,DIMENSION(JMS:JME),INTENT(IN) :: IHE,IHW,IVE,IVW
791!
792!-----------------------------------------------------------------------
793!
794      REAL,INTENT(IN) :: DT,DY,PDTOP
795!
796      REAL,DIMENSION(KMS:KME-1),INTENT(IN) :: DETA1,DETA2
797!
798      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME),INTENT(IN) :: DX,FAD,HBM2,PDSL
799!
800      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(IN) :: U,V
801!
802      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(OUT) :: FEW,FNE    &
803                                                            ,FNS,FSE
804!
805      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(IN) :: Z
806!
807      REAL,DIMENSION(IMS:IME,JMS:JME,KMS:KME),INTENT(INOUT) :: W
808!-----------------------------------------------------------------------
809!
810!***  LOCAL VARIABLES
811!
812!-----------------------------------------------------------------------
813      INTEGER,PARAMETER :: NTSHY=2
814!
815      INTEGER :: I,J,K
816!
817      REAL :: FEWP,FNEP,FNSP,FSEP,UDY,VDX
818!
819      REAL,DIMENSION(ITS-5:ITE+5,JTS-5:JTE+5) :: DPDE,UNED,USED         &
820     &                                          ,ZEW,ZNE,ZNS,ZSE
821!
822!-----------------------------------------------------------------------
823!***********************************************************************
824!-----------------------------------------------------------------------
825      IF(NTSD+1<=NTSHY.OR.HYDRO)THEN
826!$omp parallel do                                                       &
827!$omp& private(i,j,k)
828        DO K=KTS,KTE
829          DO J=MYJS,MYJE
830          DO I=MYIS,MYIE
831            W(I,J,K)=0.
832          ENDDO
833          ENDDO
834        ENDDO
835!***
836        RETURN
837!***
838      ENDIF
839!-----------------------------------------------------------------------
840!***********************************************************************
841!-----------------------------------------------------------------------
842!
843!***  FIRST ZERO OUT SOME WORKING ARRAYS
844!
845!$omp parallel do                                                       &
846!$omp& private(i,j)
847      DO J=JTS-5,JTE+5
848      DO I=ITS-5,ITE+5
849        DPDE(I,J)=0.
850        UNED(I,J)=0.
851        USED(I,J)=0.
852      ENDDO
853      ENDDO
854!
855!-----------------------------------------------------------------------
856!$omp parallel do                                                       &
857!$omp& private(dpde,fewp,fnep,fnsp,fsep,i,j,udy,uned,used,vdx           &
858!$omp&        ,zew,zne,zns,zse)
859!-----------------------------------------------------------------------
860!
861      main_integration:  DO K=KTS,KTE
862!
863!-----------------------------------------------------------------------
864!
865!***  MASS FLUXES AND MASS POINT ADVECTION COMPONENTS
866!
867!-----------------------------------------------------------------------
868!
869        DO J=MYJS_P3,MYJE_P3
870        DO I=MYIS_P4,MYIE_P4
871          DPDE(I,J)=DETA1(K)*PDTOP+DETA2(K)*PDSL(I,J)
872        ENDDO
873        ENDDO
874!
875        DO J=MYJS1_P3,MYJE1_P3
876        DO I=MYIS_P3,MYIE_P3
877          UDY=U(I,J,K)*DY
878          VDX=V(I,J,K)*DX(I,J)
879!
880          FEWP=UDY*(DPDE(I+IVW(J),J)+DPDE(I+IVE(J),J))
881          FNSP=VDX*(DPDE(I,J-1)+DPDE(I,J+1))
882!
883          FEW(I,J,K)=FEWP
884          FNS(I,J,K)=FNSP
885!
886          ZEW(I,J)=FEWP*(Z(I+IVE(J),J,K)-Z(I+IVW(J),J,K))
887          ZNS(I,J)=FNSP*(Z(I,J+1,K)-Z(I,J-1,K))
888!
889          UNED(I,J)=UDY+VDX
890          USED(I,J)=UDY-VDX
891!
892        ENDDO
893        ENDDO
894!
895!-----------------------------------------------------------------------
896!
897!***  DIAGONAL FLUXES AND DIAGONALLY AVERAGED WIND
898!
899!-----------------------------------------------------------------------
900        DO J=MYJS1_P2,MYJE2_P2
901        DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
902          FNEP=(UNED(I+IHE(J),J)+UNED(I,J+1))                           &
903     &        *(DPDE(I,J)+DPDE(I+IHE(J),J+1))
904          FNE(I,J,K)=FNEP
905          ZNE(I,J)=FNEP*(Z(I+IHE(J),J+1,K)-Z(I,J,K))
906        ENDDO
907        ENDDO
908!
909        DO J=MYJS2_P2,MYJE1_P2
910        DO I=MYIS_P2,MYIE1_P2
911          FSEP=(USED(I+IHE(J),J)+USED(I,J-1))                           &
912     &        *(DPDE(I,J)+DPDE(I+IHE(J),J-1))
913          FSE(I,J,K)=FSEP
914          ZSE(I,J)=FSEP*(Z(I+IHE(J),J-1,K)-Z(I,J,K))
915        ENDDO
916        ENDDO
917!
918!-----------------------------------------------------------------------
919!
920!***  ADVECTION OF Z
921!
922!-----------------------------------------------------------------------
923!
924        DO J=MYJS2_P1,MYJE2_P1
925        DO I=MYIS1_P1,MYIE1_P1
926          W(I,J,K)=-(ZEW(I+IHW(J),J)  +ZEW(I+IHE(J),J)                  &
927                    +ZNS(I,J-1)       +ZNS(I,J+1)                       &
928                    +ZNE(I+IHW(J),J-1)+ZNE(I,J)                         &
929                    +ZSE(I,J)         +ZSE(I+IHW(J),J+1))               &
930                    *FAD(I,J)*HBM2(I,J)/(DPDE(I,J)*DT)                  &
931                    +W(I,J,K)
932        ENDDO
933        ENDDO
934!
935!-----------------------------------------------------------------------
936!
937      ENDDO main_integration
938!
939!-----------------------------------------------------------------------
940!
941      END SUBROUTINE HADZ
942!
943!-----------------------------------------------------------------------
944!
945      END MODULE MODULE_NONHY_DYNAM
946!
947!-----------------------------------------------------------------------
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.