PROGRAM gcm use infotrac, only: iniadvtrac, nqtot, iadv use sponge_mod,only: callsponge,mode_sponge,sponge use control_mod, only: nday, day_step, iperiod, iphysiq, & iconser, ecritphy, idissip use comgeomphy, only: initcomgeomphy IMPLICIT NONE c ...... Version du 10/01/98 .......... c avec coordonnees verticales hybrides c avec nouveaux operat. dissipation * ( gradiv2,divgrad2,nxgraro2 ) c======================================================================= c c Auteur: P. Le Van /L. Fairhead/F.Hourdin c ------- c c Objet: c ------ c c GCM LMD nouvelle grille c c======================================================================= c c ... Dans inigeom , nouveaux calculs pour les elongations cu , cv c et possibilite d'appeler une fonction f(y) a derivee tangente c hyperbolique a la place de la fonction a derivee sinusoidale. c ... Possibilite de choisir le shema de Van-leer pour l'advection de c q , en faisant iadv = 3 dans traceur (29/04/97) . c c Pour Van-Leer + Vapeur d'eau saturee, iadv(1)=4. (F.Codron,10/99) c c----------------------------------------------------------------------- c Declarations: c ------------- #include "dimensions.h" #include "paramet.h" #include "comconst.h" #include "comdissnew.h" #include "comvert.h" #include "comgeom.h" #include "logic.h" #include "temps.h" !#include "control.h" #include "ener.h" #include "netcdf.inc" #include "serre.h" #include "tracstoke.h" !#include"advtrac.h" INTEGER*4 iday ! jour julien REAL time ! Heure de la journee en fraction d''1 jour REAL zdtvr c variables dynamiques REAL vcov(ip1jm,llm),ucov(ip1jmp1,llm) ! vents covariants real, dimension(ip1jmp1,llm) :: teta ! temperature potentielle REAL,allocatable :: q(:,:,:) ! champs advectes REAL ps(ip1jmp1) ! pression au sol REAL pext(ip1jmp1) ! pression extensive REAL p (ip1jmp1,llmp1 ) ! pression aux interfac.des couches REAL pks(ip1jmp1) ! exner au sol REAL pk(ip1jmp1,llm) ! exner au milieu des couches REAL pkf(ip1jmp1,llm) ! exner filt.au milieu des couches REAL masse(ip1jmp1,llm) ! masse d''air REAL phis(ip1jmp1) ! geopotentiel au sol REAL phi(ip1jmp1,llm) ! geopotentiel REAL w(ip1jmp1,llm) ! vitesse verticale c variables dynamiques intermediaire pour le transport REAL pbaru(ip1jmp1,llm),pbarv(ip1jm,llm) !flux de masse c variables dynamiques au pas -1 REAL vcovm1(ip1jm,llm),ucovm1(ip1jmp1,llm) REAL tetam1(ip1jmp1,llm),psm1(ip1jmp1) REAL massem1(ip1jmp1,llm) c tendances dynamiques REAL dv(ip1jm,llm),du(ip1jmp1,llm) REAL dteta(ip1jmp1,llm),dp(ip1jmp1) REAL,ALLOCATABLE :: dq(:,:,:) c tendances de la dissipation REAL dvdis(ip1jm,llm),dudis(ip1jmp1,llm) REAL dhdis(ip1jmp1,llm) c tendances physiques REAL dvfi(ip1jm,llm),dufi(ip1jmp1,llm) REAL dhfi(ip1jmp1,llm),dpfi(ip1jmp1) REAL,ALLOCATABLE :: dqfi(:,:,:) c variables pour le fichier histoire REAL dtav ! intervalle de temps elementaire REAL tppn(iim),tpps(iim),tpn,tps c ! INTEGER iadv(nqmx) ! indice schema de transport pour le traceur iq INTEGER itau,itaufinp1,iav EXTERNAL caldyn, traceur EXTERNAL dissip,geopot,iniconst,inifilr EXTERNAL integrd,SCOPY EXTERNAL inigeom EXTERNAL exner_hyb EXTERNAL defrun_new, test_period REAL SSUM REAL time_0 , finvmaold(ip1jmp1,llm) LOGICAL lafin INTEGER ij,iq,l,ierr,numvanle,iapp_tracvl REAL rdayvrai,rdaym_ini,rday_ecri ! LOGICAL first REAL beta(ip1jmp1,llm) LOGICAL offline ! Controle du stockage ds "fluxmass" PARAMETER (offline=.false.) character*20 modname character*80 abort_message LOGICAL tracer data tracer/.true./ ! INTEGER nq C Calendrier LOGICAL true_calendar PARAMETER (true_calendar = .false.) ! flag to set/remove calls to groupeun logical callgroupeun parameter (callgroupeun = .false.) ! added by RDW for tests without dynamics logical calldyn parameter (calldyn = .true.) ! added by RW for test ! real pmean,airetot ! added by FF for dissipation / energy conservation tests logical dissip_conservative parameter (dissip_conservative = .false.) REAL ecin(ip1jmp1,llm),ecin0(ip1jmp1,llm) ! d (theta)/ d t (pot. temperature) due to the creation ! of thermal energy by dissipation REAL dtetaecdt(ip1jmp1,llm) REAL vcont(ip1jm,llm),ucont(ip1jmp1,llm) REAL vnat(ip1jm,llm),unat(ip1jmp1,llm) c----------------------------------------------------------------------- c variables pour l'initialisation de la physique : c ------------------------------------------------ INTEGER ngridmx PARAMETER( ngridmx = 2+(jjm-1)*iim - 1/jjm ) REAL zcufi(ngridmx),zcvfi(ngridmx) REAL latfi(ngridmx),lonfi(ngridmx) REAL airefi(ngridmx) SAVE latfi, lonfi, airefi INTEGER i,j c----------------------------------------------------------------------- c Initialisations: c ---------------- modname = 'gcm' lafin = .FALSE. c----------------------------------------------------------------------- CALL defrun_new( 99, .TRUE. ) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! FH 2008/05/02 ! A nettoyer. On ne veut qu'une ou deux routines d'interface ! dynamique -> physique pour l'initialisation !#ifdef CPP_PHYS CALL init_phys_lmdz(iim,jjp1,llm,1,(/(jjm-1)*iim+2/)) call initcomgeomphy !#endif !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! Initialize tracers CALL iniadvtrac(nqtot,numvanle) ! Allocation de la tableau q : champs advectes allocate(q(ip1jmp1,llm,nqtot)) allocate(dq(ip1jmp1,llm,nqtot)) allocate(dqfi(ip1jmp1,llm,nqtot)) CALL dynetat0("start.nc",nqtot,vcov,ucov, . teta,q,masse,ps,phis, time_0) c on recalcule eventuellement le pas de temps IF(MOD(day_step,iperiod).NE.0) * STOP'Il faut choisir un nb de pas par jour multiple de iperiod' IF(MOD(day_step,iphysiq).NE.0) * STOP'Il faut choisir un nb de pas par jour multiple de iphysiq' zdtvr = daysec/FLOAT(day_step) IF(dtvr.NE.zdtvr) THEN PRINT*,'WARNING!!! changement de pas de temps',dtvr,'>',zdtvr ENDIF c nombre d'etats dans les fichiers demarrage et histoire dtvr = zdtvr CALL iniconst CALL inigeom CALL inifilr c c ...... P.Le Van ( modif le 29/04/97 ) ......... c CALL inidissip ( lstardis, nitergdiv, nitergrot, niterh , * tetagdiv, tetagrot , tetatemp ) c c----------------------------------------------------------------------- c Initialisation de la physique : c ------------------------------- ! IF (call_iniphys.and.(iflag_phys==1.or.iflag_phys>=100)) THEN latfi(1)=rlatu(1) lonfi(1)=0. zcufi(1) = cu(1) zcvfi(1) = cv(1) DO j=2,jjm DO i=1,iim latfi((j-2)*iim+1+i)= rlatu(j) lonfi((j-2)*iim+1+i)= rlonv(i) zcufi((j-2)*iim+1+i) = cu((j-1)*iip1+i) zcvfi((j-2)*iim+1+i) = cv((j-1)*iip1+i) ENDDO ENDDO latfi(ngridmx)= rlatu(jjp1) lonfi(ngridmx)= 0. zcufi(ngridmx) = cu(ip1jm+1) zcvfi(ngridmx) = cv(ip1jm-iim) ! build airefi(), mesh area on physics grid CALL gr_dyn_fi(1,iip1,jjp1,ngridmx,aire,airefi) ! Poles are single points on physics grid airefi(1)=airefi(1)*iim airefi(ngridmx)=airefi(ngridmx)*iim ! Initialisation de la physique: pose probleme quand on tourne ! SANS physique, car iniphysiq.F est dans le repertoire phy[]... ! Il faut une cle CPP_PHYS !#ifdef CPP_PHYS ! CALL iniphysiq(ngridmx,llm,daysec,day_ini,dtphys/nsplit_phys, CALL iniphysiq(ngridmx,llm,daysec,day_ini,dtphys, & latfi,lonfi,airefi,zcufi,zcvfi,rad,g,r,cpp, & 1) ! & iflag_phys) !#endif ! call_iniphys=.false. ! ENDIF ! of IF (call_iniphys.and.(iflag_phys.eq.1)) CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p ) call dump2d(iip1,jjp1,ps,'PRESSION SURFACE') CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,beta, pks, pk, pkf ) c numero de stockage pour les fichiers de redemarrage: c----------------------------------------------------------------------- c temps de depart et de fin: c -------------------------- itau = 0 iday = day_ini+itau/day_step time = FLOAT(itau-(iday-day_ini)*day_step)/day_step+time_0 IF(time.GT.1.) THEN time = time-1. iday = iday+1 ENDIF itaufin = nday*day_step c ******************************** c itaufin = 120 ! temporaire !! c ******************************** itaufinp1 = itaufin +1 day_end = day_ini + nday PRINT 300, itau,itaufin,day_ini,day_end 300 FORMAT('1'/,15x,'run du pas',i7,2x,'au pas',i7,2x, . 'c''est a dire du jour',i7,3x,'au jour',i7//) CALL dynredem0("restart.nc",day_end,anne_ini,phis,nqtot) ecripar = .TRUE. dtav = iperiod*dtvr/daysec c Quelques initialisations pour les traceurs call initial0(ijp1llm*nqtot,dq) c istdyn=day_step/4 ! stockage toutes les 6h=1jour/4 c istphy=istdyn/iphysiq write(*,*) "gcm: callgroupeun set to:",callgroupeun c----------------------------------------------------------------------- c Debut de l'integration temporelle: c ---------------------------------- 1 CONTINUE c IF( MOD( itau, 10* day_step ).EQ.0 ) THEN CALL test_period ( ucov,vcov,teta,q,p,phis ) PRINT *,' ---- Test_period apres continue OK ! -----', itau ENDIF if (callgroupeun) then call groupeun(jjp1,llm,ucov,.true.) call groupeun(jjm,llm,vcov,.true.) call groupeun(jjp1,llm,teta,.true.) call groupeun(jjp1,llm,masse,.true.) call groupeun(jjp1,1,ps,.false.) endif CALL SCOPY( ijmllm ,vcov , 1, vcovm1 , 1 ) CALL SCOPY( ijp1llm,ucov , 1, ucovm1 , 1 ) CALL SCOPY( ijp1llm,teta , 1, tetam1 , 1 ) CALL SCOPY( ijp1llm,masse, 1, massem1, 1 ) CALL SCOPY( ip1jmp1, ps , 1, psm1 , 1 ) forward = .TRUE. leapf = .FALSE. dt = dtvr c ... P.Le Van .26/04/94 .... CALL SCOPY ( ijp1llm, masse, 1, finvmaold, 1 ) CALL filtreg ( finvmaold ,jjp1, llm, -2,2, .TRUE., 1 ) 2 CONTINUE c----------------------------------------------------------------------- c date: c ----- ! write(*,*) 'GCM: itau=',itau c gestion des appels de la physique et des dissipations: c ------------------------------------------------------ c c ... P.Le Van ( 6/02/95 ) .... apphys = .FALSE. statcl = .FALSE. conser = .FALSE. apdiss = .FALSE. IF( purmats ) THEN IF( MOD(itau,iconser) .EQ.0.AND. forward ) conser = .TRUE. IF( MOD(itau,idissip ).EQ.0.AND..NOT.forward ) apdiss = .TRUE. IF( MOD(itau,iphysiq ).EQ.0.AND..NOT.forward $ .AND. physic ) apphys = .TRUE. ELSE IF( MOD(itau ,iconser) .EQ. 0 ) conser = .TRUE. IF( MOD(itau+1,idissip) .EQ. 0 ) apdiss = .TRUE. IF( MOD(itau+1,iphysiq).EQ.0. AND. physic ) apphys = .TRUE. END IF c----------------------------------------------------------------------- c calcul des tendances dynamiques: c -------------------------------- CALL geopot ( ip1jmp1, teta , pk , pks, phis , phi ) if(calldyn)then CALL caldyn $ ( itau,ucov,vcov,teta,ps,masse,pk,pkf,phis , $ phi,conser,du,dv,dteta,dp,w,pbaru,pbarv,time+iday-day_ini) endif c----------------------------------------------------------------------- c calcul des tendances advection des traceurs (dont l'humidite) c ------------------------------------------------------------- if (tracer) then IF( forward. OR . leapf ) THEN DO iq = 1, nqtot c IF ( iadv(iq).EQ.1.OR.iadv(iq).EQ.2 ) THEN CALL traceur( iq,iadv,q,teta,pk,w, pbaru, pbarv, dq ) ELSE IF( iq.EQ. nqtot ) THEN c iapp_tracvl = 5 c cccc iapp_tracvl est la frequence en pas du groupement des flux cccc de masse pour Van-Leer dans la routine tracvl . c CALL vanleer(numvanle,iapp_tracvl,nqtot,q,pbaru,pbarv, * p, masse, dq, iadv(1), teta, pk ) c c ... Modif F.Codron .... c ENDIF c ENDDO C c IF (offline) THEN C maf stokage du flux de masse pour traceurs OFF-LINE c CALL fluxstokenc(pbaru,pbarv,masse,teta,phi,phis, c . time_step, itau) c ENDIF c ENDIF END IF ! tracer c----------------------------------------------------------------------- c integrations dynamique et traceurs: c ---------------------------------- if(calldyn)then CALL integrd(2,vcovm1,ucovm1,tetam1,psm1,massem1, $ dv,du,dteta,dq,dp,vcov,ucov,teta,q,ps,masse,phis, $ finvmaold) else print*,'Currently no dynamics in this GCM...' endif c .P.Le Van (26/04/94 ajout de finvpold dans l'appel d'integrd) c c----------------------------------------------------------------------- c calcul des tendances physiques: c ------------------------------- c ######## P.Le Van ( Modif le 6/02/95 ) ########### c IF( purmats ) THEN IF( itau.EQ.itaufin.AND..NOT.forward ) lafin = .TRUE. ELSE IF( itau+1. EQ. itaufin ) lafin = .TRUE. ENDIF c c IF( apphys ) THEN c c ....... Ajout P.Le Van ( 17/04/96 ) ........... c CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p ) CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,beta,pks, pk, pkf ) rdaym_ini = itau * dtvr / daysec rdayvrai = rdaym_ini + day_ini IF ( ecritphy.LT.1. ) THEN rday_ecri = rdaym_ini ELSE rday_ecri = INT(rdaym_ini)+INT(day_ini) ENDIF c CALL calfis( nqtot, lafin ,rdayvrai,rday_ecri,time , $ ucov,vcov,teta,q,masse,ps,p,pk,phis,phi , $ du,dv,dteta,dq,w, dufi,dvfi,dhfi,dqfi,dpfi,tracer) c ajout des tendances physiques: c ------------------------------ ! if(1.eq.2)then CALL addfi( nqtot, dtphys, leapf, forward , $ ucov, vcov, teta , q ,ps , masse, $ dufi, dvfi, dhfi , dqfi ,dpfi ) ! else ! print*,'Currently no physics in this GCM...' ! endif c ENDIF CALL pression ( ip1jmp1, ap, bp, ps, p ) CALL exner_hyb( ip1jmp1, ps, p,beta, pks, pk, pkf ) c ---------------------------------------------------------- c c c dissipation horizontale et verticale des petites echelles: c ---------------------------------------------------------- IF(apdiss) THEN c Sponge layer c ~~~~~~~~~~~~ IF (callsponge) THEN pext(1:ip1jmp1)=ps(1:ip1jmp1)*aire(1:ip1jmp1) CALL sponge(ucov,vcov,teta,pext,dtdiss,mode_sponge) ENDIF c Dissipation horizontale c ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ if(dissip_conservative) then ! calculate kinetic energy before dissipation call covcont(llm,ucov,vcov,ucont,vcont) call enercin(vcov,ucov,vcont,ucont,ecin0) end if CALL dissip(vcov,ucov,teta,p,dvdis,dudis,dhdis) ucov(:,:)=ucov(:,:)+dudis(:,:) vcov(:,:)=vcov(:,:)+dvdis(:,:) if (dissip_conservative) then C On rajoute la tendance due a la transform. Ec -> E therm. cree C lors de la dissipation call covcont(llm,ucov,vcov,ucont,vcont) call enercin(vcov,ucov,vcont,ucont,ecin) dtetaecdt(:,:) = (ecin0(:,:)-ecin(:,:))/ pk(:,:) dhdis(:,:) = dhdis(:,:) + dtetaecdt(:,:) endif teta(:,:)=teta(:,:)+dhdis(:,:) c ....... P. Le Van ( ajout le 17/04/96 ) ........... c ... Calcul de la valeur moyenne, unique de h aux poles ..... c DO l = 1, llm DO ij = 1,iim tppn(ij) = aire( ij ) * teta( ij ,l) tpps(ij) = aire(ij+ip1jm) * teta(ij+ip1jm,l) ENDDO tpn = SSUM(iim,tppn,1)/apoln tps = SSUM(iim,tpps,1)/apols DO ij = 1, iip1 teta( ij ,l) = tpn teta(ij+ip1jm,l) = tps ENDDO ENDDO DO ij = 1,iim tppn(ij) = aire( ij ) * ps ( ij ) tpps(ij) = aire(ij+ip1jm) * ps (ij+ip1jm) ENDDO tpn = SSUM(iim,tppn,1)/apoln tps = SSUM(iim,tpps,1)/apols DO ij = 1, iip1 ps( ij ) = tpn ps(ij+ip1jm) = tps ENDDO END IF c ******************************************************************** c ******************************************************************** c .... fin de l'integration dynamique et physique pour le pas itau .. c ******************************************************************** c ******************************************************************** c preparation du pas d'integration suivant ...... IF ( .NOT.purmats ) THEN c ........................................................ c .............. schema matsuno + leapfrog .............. c ........................................................ IF(forward. OR. leapf) THEN itau= itau + 1 iday= day_ini+itau/day_step time= FLOAT(itau-(iday-day_ini)*day_step)/day_step+time_0 IF(time.GT.1.) THEN time = time-1. iday = iday+1 ENDIF ENDIF IF( itau. EQ. itaufinp1 ) then abort_message = 'Simulation finished' call abort_gcm(modname,abort_message,0) ENDIF c----------------------------------------------------------------------- c ecriture du fichier histoire moyenne: c ------------------------------------- c IF(MOD(itau,iperiod).EQ.0 .OR. itau.EQ.itaufin) THEN c IF(itau.EQ.itaufin) THEN c iav=1 c ELSE c iav=0 c ENDIF c CALL writedynav(histaveid, nqtot, itau,vcov , c , ucov,teta,pk,phi,q,masse,ps,phis) c ENDIF c----------------------------------------------------------------------- IF(itau.EQ.itaufin) THEN PRINT *,' Appel test_period avant redem ', itau CALL test_period ( ucov,vcov,teta,q,p,phis ) CALL dynredem1("restart.nc",0.0, . vcov,ucov,teta,q,nqtot,masse,ps) CLOSE(99) ENDIF c----------------------------------------------------------------------- c gestion de l'integration temporelle: c ------------------------------------ IF( MOD(itau,iperiod).EQ.0 ) THEN GO TO 1 ELSE IF ( MOD(itau-1,iperiod). EQ. 0 ) THEN IF( forward ) THEN c fin du pas forward et debut du pas backward forward = .FALSE. leapf = .FALSE. GO TO 2 ELSE c fin du pas backward et debut du premier pas leapfrog leapf = .TRUE. dt = 2.*dtvr GO TO 2 END IF ELSE c ...... pas leapfrog ..... leapf = .TRUE. dt = 2.*dtvr GO TO 2 END IF ELSE c ........................................................ c .............. schema matsuno ............... c ........................................................ IF( forward ) THEN itau = itau + 1 iday = day_ini+itau/day_step time = FLOAT(itau-(iday-day_ini)*day_step)/day_step+time_0 IF(time.GT.1.) THEN time = time-1. iday = iday+1 ENDIF forward = .FALSE. IF( itau. EQ. itaufinp1 ) then abort_message = 'Simulation finished' call abort_gcm(modname,abort_message,0) ENDIF GO TO 2 ELSE IF(MOD(itau,iperiod).EQ.0 .OR. itau.EQ.itaufin) THEN IF(itau.EQ.itaufin) THEN iav=1 ELSE iav=0 ENDIF c CALL writedynav(histaveid, nqtot, itau,vcov , c , ucov,teta,pk,phi,q,masse,ps,phis) ENDIF IF(itau.EQ.itaufin) . CALL dynredem1("restart.nc",0.0, . vcov,ucov,teta,q,nqtot,masse,ps) forward = .TRUE. GO TO 1 ENDIF END IF STOP END