| 1 | ! |
|---|
| 2 | ! $Id: iniacademic.F 1437 2010-09-30 08:29:10Z emillour $ |
|---|
| 3 | ! |
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| 4 | c |
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| 5 | c |
|---|
| 6 | SUBROUTINE iniacademic(vcov,ucov,teta,q,masse,ps,phis,time_0) |
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| 7 | |
|---|
| 8 | USE filtreg_mod |
|---|
| 9 | USE infotrac, ONLY : nqtot |
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| 10 | USE control_mod |
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| 11 | #ifdef CPP_IOIPSL |
|---|
| 12 | USE IOIPSL |
|---|
| 13 | #else |
|---|
| 14 | ! if not using IOIPSL, we still need to use (a local version of) getin |
|---|
| 15 | USE ioipsl_getincom |
|---|
| 16 | #endif |
|---|
| 17 | USE Write_Field |
|---|
| 18 | |
|---|
| 19 | |
|---|
| 20 | c%W% %G% |
|---|
| 21 | c======================================================================= |
|---|
| 22 | c |
|---|
| 23 | c Author: Frederic Hourdin original: 15/01/93 |
|---|
| 24 | c ------- |
|---|
| 25 | c |
|---|
| 26 | c Subject: |
|---|
| 27 | c ------ |
|---|
| 28 | c |
|---|
| 29 | c Method: |
|---|
| 30 | c -------- |
|---|
| 31 | c |
|---|
| 32 | c Interface: |
|---|
| 33 | c ---------- |
|---|
| 34 | c |
|---|
| 35 | c Input: |
|---|
| 36 | c ------ |
|---|
| 37 | c |
|---|
| 38 | c Output: |
|---|
| 39 | c ------- |
|---|
| 40 | c |
|---|
| 41 | c======================================================================= |
|---|
| 42 | IMPLICIT NONE |
|---|
| 43 | c----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 44 | c Declararations: |
|---|
| 45 | c --------------- |
|---|
| 46 | |
|---|
| 47 | #include "dimensions.h" |
|---|
| 48 | #include "paramet.h" |
|---|
| 49 | #include "comvert.h" |
|---|
| 50 | #include "comconst.h" |
|---|
| 51 | #include "comgeom.h" |
|---|
| 52 | #include "academic.h" |
|---|
| 53 | #include "ener.h" |
|---|
| 54 | #include "temps.h" |
|---|
| 55 | #include "iniprint.h" |
|---|
| 56 | #include "logic.h" |
|---|
| 57 | |
|---|
| 58 | c Arguments: |
|---|
| 59 | c ---------- |
|---|
| 60 | |
|---|
| 61 | real time_0 |
|---|
| 62 | |
|---|
| 63 | c variables dynamiques |
|---|
| 64 | REAL vcov(ip1jm,llm),ucov(ip1jmp1,llm) ! vents covariants |
|---|
| 65 | REAL teta(ip1jmp1,llm) ! temperature potentielle |
|---|
| 66 | REAL q(ip1jmp1,llm,nqtot) ! champs advectes |
|---|
| 67 | REAL ps(ip1jmp1) ! pression au sol |
|---|
| 68 | REAL masse(ip1jmp1,llm) ! masse d'air |
|---|
| 69 | REAL phis(ip1jmp1) ! geopotentiel au sol |
|---|
| 70 | |
|---|
| 71 | c Local: |
|---|
| 72 | c ------ |
|---|
| 73 | |
|---|
| 74 | REAL p (ip1jmp1,llmp1 ) ! pression aux interfac.des couches |
|---|
| 75 | REAL pks(ip1jmp1) ! exner au sol |
|---|
| 76 | REAL pk(ip1jmp1,llm) ! exner au milieu des couches |
|---|
| 77 | REAL pkf(ip1jmp1,llm) ! exner filt.au milieu des couches |
|---|
| 78 | REAL phi(ip1jmp1,llm) ! geopotentiel |
|---|
| 79 | REAL ddsin,tetastrat,zsig,tetapv,w_pv ! variables auxiliaires |
|---|
| 80 | real tetajl(jjp1,llm) |
|---|
| 81 | INTEGER i,j,l,lsup,ij |
|---|
| 82 | |
|---|
| 83 | REAL teta0,ttp,delt_y,delt_z,eps ! Constantes pour profil de T |
|---|
| 84 | REAL k_f,k_c_a,k_c_s ! Constantes de rappel |
|---|
| 85 | LOGICAL ok_geost ! Initialisation vent geost. ou nul |
|---|
| 86 | LOGICAL ok_pv ! Polar Vortex |
|---|
| 87 | REAL phi_pv,dphi_pv,gam_pv ! Constantes pour polar vortex |
|---|
| 88 | |
|---|
| 89 | real zz,ran1 |
|---|
| 90 | integer idum |
|---|
| 91 | |
|---|
| 92 | REAL alpha(ip1jmp1,llm),beta(ip1jmp1,llm),zdtvr |
|---|
| 93 | |
|---|
| 94 | c----------------------------------------------------------------------- |
|---|
| 95 | ! 1. Initializations for Earth-like case |
|---|
| 96 | ! -------------------------------------- |
|---|
| 97 | if (planet_type=="earth") then |
|---|
| 98 | c |
|---|
| 99 | ! initialize planet radius, rotation rate,... |
|---|
| 100 | call conf_planete |
|---|
| 101 | |
|---|
| 102 | time_0=0. |
|---|
| 103 | day_ref=1 |
|---|
| 104 | annee_ref=0 |
|---|
| 105 | |
|---|
| 106 | im = iim |
|---|
| 107 | jm = jjm |
|---|
| 108 | day_ini = 1 |
|---|
| 109 | dtvr = daysec/REAL(day_step) |
|---|
| 110 | zdtvr=dtvr |
|---|
| 111 | etot0 = 0. |
|---|
| 112 | ptot0 = 0. |
|---|
| 113 | ztot0 = 0. |
|---|
| 114 | stot0 = 0. |
|---|
| 115 | ang0 = 0. |
|---|
| 116 | |
|---|
| 117 | if (llm.eq.1) then |
|---|
| 118 | ! specific initializations for the shallow water case |
|---|
| 119 | kappa=1 |
|---|
| 120 | endif |
|---|
| 121 | |
|---|
| 122 | CALL iniconst |
|---|
| 123 | CALL inigeom |
|---|
| 124 | CALL inifilr |
|---|
| 125 | |
|---|
| 126 | if (llm.eq.1) then |
|---|
| 127 | ! initialize fields for the shallow water case, if required |
|---|
| 128 | if (.not.read_start) then |
|---|
| 129 | phis(:)=0. |
|---|
| 130 | q(:,:,1)=1.e-10 |
|---|
| 131 | q(:,:,2)=1.e-15 |
|---|
| 132 | q(:,:,3:nqtot)=0. |
|---|
| 133 | CALL sw_case_williamson91_6(vcov,ucov,teta,masse,ps) |
|---|
| 134 | endif |
|---|
| 135 | endif |
|---|
| 136 | |
|---|
| 137 | if (iflag_phys.eq.2) then |
|---|
| 138 | ! initializations for the academic case |
|---|
| 139 | |
|---|
| 140 | ! 1. local parameters |
|---|
| 141 | ! by convention, winter is in the southern hemisphere |
|---|
| 142 | ! Geostrophic wind or no wind? |
|---|
| 143 | ok_geost=.TRUE. |
|---|
| 144 | CALL getin('ok_geost',ok_geost) |
|---|
| 145 | ! Constants for Newtonian relaxation and friction |
|---|
| 146 | k_f=1. !friction |
|---|
| 147 | CALL getin('k_j',k_f) |
|---|
| 148 | k_f=1./(daysec*k_f) |
|---|
| 149 | k_c_s=4. !cooling surface |
|---|
| 150 | CALL getin('k_c_s',k_c_s) |
|---|
| 151 | k_c_s=1./(daysec*k_c_s) |
|---|
| 152 | k_c_a=40. !cooling free atm |
|---|
| 153 | CALL getin('k_c_a',k_c_a) |
|---|
| 154 | k_c_a=1./(daysec*k_c_a) |
|---|
| 155 | ! Constants for Teta equilibrium profile |
|---|
| 156 | teta0=315. ! mean Teta (S.H. 315K) |
|---|
| 157 | CALL getin('teta0',teta0) |
|---|
| 158 | ttp=200. ! Tropopause temperature (S.H. 200K) |
|---|
| 159 | CALL getin('ttp',ttp) |
|---|
| 160 | eps=0. ! Deviation to N-S symmetry(~0-20K) |
|---|
| 161 | CALL getin('eps',eps) |
|---|
| 162 | delt_y=60. ! Merid Temp. Gradient (S.H. 60K) |
|---|
| 163 | CALL getin('delt_y',delt_y) |
|---|
| 164 | delt_z=10. ! Vertical Gradient (S.H. 10K) |
|---|
| 165 | CALL getin('delt_z',delt_z) |
|---|
| 166 | ! Polar vortex |
|---|
| 167 | ok_pv=.false. |
|---|
| 168 | CALL getin('ok_pv',ok_pv) |
|---|
| 169 | phi_pv=-50. ! Latitude of edge of vortex |
|---|
| 170 | CALL getin('phi_pv',phi_pv) |
|---|
| 171 | phi_pv=phi_pv*pi/180. |
|---|
| 172 | dphi_pv=5. ! Width of the edge |
|---|
| 173 | CALL getin('dphi_pv',dphi_pv) |
|---|
| 174 | dphi_pv=dphi_pv*pi/180. |
|---|
| 175 | gam_pv=4. ! -dT/dz vortex (in K/km) |
|---|
| 176 | CALL getin('gam_pv',gam_pv) |
|---|
| 177 | |
|---|
| 178 | ! 2. Initialize fields towards which to relax |
|---|
| 179 | ! Friction |
|---|
| 180 | knewt_g=k_c_a |
|---|
| 181 | DO l=1,llm |
|---|
| 182 | zsig=presnivs(l)/preff |
|---|
| 183 | knewt_t(l)=(k_c_s-k_c_a)*MAX(0.,(zsig-0.7)/0.3) |
|---|
| 184 | kfrict(l)=k_f*MAX(0.,(zsig-0.7)/0.3) |
|---|
| 185 | ENDDO |
|---|
| 186 | DO j=1,jjp1 |
|---|
| 187 | clat4((j-1)*iip1+1:j*iip1)=cos(rlatu(j))**4 |
|---|
| 188 | ENDDO |
|---|
| 189 | |
|---|
| 190 | ! Potential temperature |
|---|
| 191 | DO l=1,llm |
|---|
| 192 | zsig=presnivs(l)/preff |
|---|
| 193 | tetastrat=ttp*zsig**(-kappa) |
|---|
| 194 | tetapv=tetastrat |
|---|
| 195 | IF ((ok_pv).AND.(zsig.LT.0.1)) THEN |
|---|
| 196 | tetapv=tetastrat*(zsig*10.)**(kappa*cpp*gam_pv/1000./g) |
|---|
| 197 | ENDIF |
|---|
| 198 | DO j=1,jjp1 |
|---|
| 199 | ! Troposphere |
|---|
| 200 | ddsin=sin(rlatu(j)) |
|---|
| 201 | tetajl(j,l)=teta0-delt_y*ddsin*ddsin+eps*ddsin |
|---|
| 202 | & -delt_z*(1.-ddsin*ddsin)*log(zsig) |
|---|
| 203 | ! Profil stratospherique isotherme (+vortex) |
|---|
| 204 | w_pv=(1.-tanh((rlatu(j)-phi_pv)/dphi_pv))/2. |
|---|
| 205 | tetastrat=tetastrat*(1.-w_pv)+tetapv*w_pv |
|---|
| 206 | tetajl(j,l)=MAX(tetajl(j,l),tetastrat) |
|---|
| 207 | ENDDO |
|---|
| 208 | ENDDO ! of DO l=1,llm |
|---|
| 209 | |
|---|
| 210 | ! CALL writefield('theta_eq',tetajl) |
|---|
| 211 | |
|---|
| 212 | do l=1,llm |
|---|
| 213 | do j=1,jjp1 |
|---|
| 214 | do i=1,iip1 |
|---|
| 215 | ij=(j-1)*iip1+i |
|---|
| 216 | tetarappel(ij,l)=tetajl(j,l) |
|---|
| 217 | enddo |
|---|
| 218 | enddo |
|---|
| 219 | enddo |
|---|
| 220 | |
|---|
| 221 | ! 3. Initialize fields (if necessary) |
|---|
| 222 | IF (.NOT. read_start) THEN |
|---|
| 223 | ! surface pressure |
|---|
| 224 | ps(:)=preff |
|---|
| 225 | ! ground geopotential |
|---|
| 226 | phis(:)=0. |
|---|
| 227 | |
|---|
| 228 | CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p ) |
|---|
| 229 | CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,alpha,beta, pks, pk, pkf ) |
|---|
| 230 | CALL massdair(p,masse) |
|---|
| 231 | |
|---|
| 232 | ! bulk initialization of temperature |
|---|
| 233 | teta(:,:)=tetarappel(:,:) |
|---|
| 234 | |
|---|
| 235 | ! geopotential |
|---|
| 236 | CALL geopot(ip1jmp1,teta,pk,pks,phis,phi) |
|---|
| 237 | |
|---|
| 238 | ! winds |
|---|
| 239 | if (ok_geost) then |
|---|
| 240 | call ugeostr(phi,ucov) |
|---|
| 241 | else |
|---|
| 242 | ucov(:,:)=0. |
|---|
| 243 | endif |
|---|
| 244 | vcov(:,:)=0. |
|---|
| 245 | |
|---|
| 246 | ! bulk initialization of tracers |
|---|
| 247 | do i=1,nqtot |
|---|
| 248 | if (i.eq.1) q(:,:,i)=1.e-10 |
|---|
| 249 | if (i.eq.2) q(:,:,i)=1.e-15 |
|---|
| 250 | if (i.gt.2) q(:,:,i)=0. |
|---|
| 251 | enddo |
|---|
| 252 | |
|---|
| 253 | ! add random perturbation to temperature |
|---|
| 254 | idum = -1 |
|---|
| 255 | zz = ran1(idum) |
|---|
| 256 | idum = 0 |
|---|
| 257 | do l=1,llm |
|---|
| 258 | do ij=iip2,ip1jm |
|---|
| 259 | teta(ij,l)=teta(ij,l)*(1.+0.005*ran1(idum)) |
|---|
| 260 | enddo |
|---|
| 261 | enddo |
|---|
| 262 | |
|---|
| 263 | do l=1,llm |
|---|
| 264 | do ij=1,ip1jmp1,iip1 |
|---|
| 265 | teta(ij+iim,l)=teta(ij,l) |
|---|
| 266 | enddo |
|---|
| 267 | enddo |
|---|
| 268 | |
|---|
| 269 | c PRINT *,' Appel test_period avec tetarappel ' |
|---|
| 270 | c CALL test_period ( ucov,vcov,tetarappel,q,p,phis ) |
|---|
| 271 | c PRINT *,' Appel test_period avec teta ' |
|---|
| 272 | c CALL test_period ( ucov,vcov,teta,q,p,phis ) |
|---|
| 273 | |
|---|
| 274 | ! initialize a traceur on one column |
|---|
| 275 | ! j=jjp1*3/4 |
|---|
| 276 | ! i=iip1/2 |
|---|
| 277 | ! ij=(j-1)*iip1+i |
|---|
| 278 | ! q(ij,:,3)=1. |
|---|
| 279 | |
|---|
| 280 | ENDIF ! of IF (.NOT. read_start) |
|---|
| 281 | endif ! of if (iflag_phys.eq.2) |
|---|
| 282 | |
|---|
| 283 | else |
|---|
| 284 | write(lunout,*)"iniacademic: planet types other than earth", |
|---|
| 285 | & " not implemented (yet)." |
|---|
| 286 | stop |
|---|
| 287 | endif ! of if (planet_type=="earth") |
|---|
| 288 | return |
|---|
| 289 | END |
|---|
| 290 | c----------------------------------------------------------------------- |
|---|
