source: codes/icosagcm/branches/SATURN_DYNAMICO/ICOSAGCM/src/caldyn_gcm.f90 @ 260

Last change on this file since 260 was 260, checked in by ymipsl, 10 years ago

Implement restartability for dynamico

YM
File size: 39.4 KB
Line 
1MODULE caldyn_gcm_mod
2  USE icosa
3  USE transfert_mod
4  PRIVATE
5
6  INTEGER, PARAMETER :: energy=1, enstrophy=2
7  TYPE(t_field),POINTER :: f_out_u(:), f_qu(:), f_qv(:)
8  REAL(rstd),SAVE,POINTER :: out_u(:,:), p(:,:), qu(:,:)
9  !$OMP THREADPRIVATE(out_u, p, qu)
10
11  TYPE(t_field),POINTER :: f_buf_i(:), f_buf_ulon(:), f_buf_ulat(:), f_buf_u3d(:)
12  TYPE(t_field),POINTER :: f_buf_v(:), f_buf_s(:), f_buf_p(:)
13
14! temporary shared variable for caldyn
15  TYPE(t_field),POINTER :: f_theta(:)
16  TYPE(t_field),POINTER :: f_pk(:)
17  TYPE(t_field),POINTER :: f_geopot(:)
18  TYPE(t_field),POINTER :: f_wwuu(:)
19  TYPE(t_field),POINTER :: f_planetvel(:)
20   
21  INTEGER :: caldyn_conserv
22 !$OMP THREADPRIVATE(caldyn_conserv)
23 
24  TYPE(t_message) :: req_ps, req_mass, req_theta_rhodz, req_u, req_qu
25
26  PUBLIC init_caldyn, caldyn_BC, caldyn, write_output_fields, &
27       req_ps, req_mass
28
29CONTAINS
30 
31  SUBROUTINE init_caldyn
32    USE icosa
33    USE exner_mod
34    USE mpipara
35    IMPLICIT NONE
36    CHARACTER(len=255) :: def
37    INTEGER            :: ind
38    REAL(rstd),POINTER :: planetvel(:)
39 
40    def='energy'
41    CALL getin('caldyn_conserv',def)
42    SELECT CASE(TRIM(def))
43    CASE('energy')
44       caldyn_conserv=energy
45    CASE('enstrophy')
46       caldyn_conserv=enstrophy
47    CASE DEFAULT
48       IF (is_mpi_root) PRINT *,'Bad selector for variable caldyn_conserv : <', &
49            TRIM(def),'> options are <energy>, <enstrophy>'
50       STOP
51    END SELECT
52    IF (is_mpi_root) PRINT *, 'caldyn_conserv=',def
53
54    CALL allocate_caldyn
55
56    DO ind=1,ndomain
57       IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
58       CALL swap_dimensions(ind)
59       CALL swap_geometry(ind)
60       planetvel=f_planetvel(ind)
61       CALL compute_planetvel(planetvel)
62    END DO
63
64  END SUBROUTINE init_caldyn
65
66  SUBROUTINE allocate_caldyn
67  USE icosa
68  IMPLICIT NONE
69
70    CALL allocate_field(f_out_u,field_u,type_real,llm) 
71    CALL allocate_field(f_qu,field_u,type_real,llm) 
72    CALL allocate_field(f_qv,field_z,type_real,llm) 
73 
74    CALL allocate_field(f_buf_i,   field_t,type_real,llm)
75    CALL allocate_field(f_buf_p,   field_t,type_real,llm+1) 
76    CALL allocate_field(f_buf_u3d, field_t,type_real,3,llm)  ! 3D vel at cell centers
77    CALL allocate_field(f_buf_ulon,field_t,type_real,llm)
78    CALL allocate_field(f_buf_ulat,field_t,type_real,llm)
79    CALL allocate_field(f_buf_v,   field_z,type_real,llm)
80    CALL allocate_field(f_buf_s,   field_t,type_real)
81
82    CALL allocate_field(f_theta, field_t,type_real,llm,  name='theta')   ! potential temperature
83    CALL allocate_field(f_pk,    field_t,type_real,llm,  name='pk')
84    CALL allocate_field(f_geopot,field_t,type_real,llm+1,name='geopot')  ! geopotential
85    CALL allocate_field(f_wwuu,  field_u,type_real,llm+1,name='wwuu')
86    CALL allocate_field(f_planetvel,  field_u,type_real, name='planetvel') ! planetary velocity at r=a
87
88  END SUBROUTINE allocate_caldyn
89
90  SUBROUTINE caldyn_BC(f_phis, f_wflux)
91    USE icosa
92    USE mpipara
93    USE omp_para
94    IMPLICIT NONE
95    TYPE(t_field),POINTER :: f_phis(:)
96    TYPE(t_field),POINTER :: f_wflux(:)
97    REAL(rstd),POINTER  :: phis(:)
98    REAL(rstd),POINTER  :: wflux(:,:)
99    REAL(rstd),POINTER  :: geopot(:,:)
100    REAL(rstd),POINTER  :: wwuu(:,:)
101
102    INTEGER :: ind,i,j,ij,l
103
104    IF (omp_first) THEN
105       DO ind=1,ndomain
106          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
107          CALL swap_dimensions(ind)
108          CALL swap_geometry(ind)
109          geopot=f_geopot(ind)
110          phis=f_phis(ind)
111          wflux=f_wflux(ind)
112          wwuu=f_wwuu(ind)
113         
114          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
115              ! lower BCs : geopot=phis, wflux=0, wwuu=0
116              geopot(ij,1) = phis(ij)
117              wflux(ij,1) = 0.
118              wwuu(ij+u_right,1)=0   
119              wwuu(ij+u_lup,1)=0   
120              wwuu(ij+u_ldown,1)=0
121              ! top BCs : wflux=0, wwuu=0
122              wflux(ij,llm+1)  = 0.
123              wwuu(ij+u_right,llm+1)=0   
124              wwuu(ij+u_lup,llm+1)=0   
125              wwuu(ij+u_ldown,llm+1)=0
126          ENDDO
127       END DO
128    ENDIF
129
130!    !$OMP BARRIER
131  END SUBROUTINE caldyn_BC
132   
133  SUBROUTINE caldyn(write_out,f_phis, f_ps, f_mass, f_theta_rhodz, f_u, f_q, &
134       f_hflux, f_wflux, f_dps, f_dmass, f_dtheta_rhodz, f_du)
135    USE icosa
136    USE disvert_mod, ONLY : caldyn_eta, eta_mass
137    USE vorticity_mod
138    USE kinetic_mod
139    USE theta2theta_rhodz_mod
140    USE wind_mod
141    USE mpipara
142    USE trace
143    USE omp_para
144    USE output_field_mod
145    IMPLICIT NONE
146    LOGICAL,INTENT(IN)    :: write_out
147    TYPE(t_field),POINTER :: f_phis(:)
148    TYPE(t_field),POINTER :: f_ps(:)
149    TYPE(t_field),POINTER :: f_mass(:)
150    TYPE(t_field),POINTER :: f_theta_rhodz(:)
151    TYPE(t_field),POINTER :: f_u(:)
152    TYPE(t_field),POINTER :: f_q(:)
153    TYPE(t_field),POINTER :: f_hflux(:), f_wflux(:)
154    TYPE(t_field),POINTER :: f_dps(:)
155    TYPE(t_field),POINTER :: f_dmass(:)
156    TYPE(t_field),POINTER :: f_dtheta_rhodz(:)
157    TYPE(t_field),POINTER :: f_du(:)
158   
159    REAL(rstd),POINTER :: ps(:), dps(:)
160    REAL(rstd),POINTER :: mass(:,:), theta_rhodz(:,:), dtheta_rhodz(:,:)
161    REAL(rstd),POINTER :: u(:,:), du(:,:), hflux(:,:), wflux(:,:)
162    REAL(rstd),POINTER :: qu(:,:)
163    REAL(rstd),POINTER :: qv(:,:)
164
165! temporary shared variable
166    REAL(rstd),POINTER  :: theta(:,:) 
167    REAL(rstd),POINTER  :: pk(:,:)
168    REAL(rstd),POINTER  :: geopot(:,:)
169    REAL(rstd),POINTER  :: convm(:,:) 
170    REAL(rstd),POINTER  :: wwuu(:,:)
171       
172    INTEGER :: ind
173    LOGICAL,SAVE :: first=.TRUE.
174!$OMP THREADPRIVATE(first)
175   
176    ! MPI messages need to be sent at first call to caldyn
177    ! This is needed only once : the next ones will be sent by timeloop
178    IF (first) THEN
179      first=.FALSE.
180      IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
181         CALL init_message(f_ps,req_i1,req_ps)
182      ELSE
183         CALL init_message(f_mass,req_i1,req_mass)
184      END IF
185      CALL init_message(f_theta_rhodz,req_i1,req_theta_rhodz)
186      CALL init_message(f_u,req_e1_vect,req_u)
187      CALL init_message(f_qu,req_e1_scal,req_qu)
188!      IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
189!         CALL send_message(f_ps,req_ps)
190!         CALL wait_message(req_ps) 
191!      ELSE
192!         CALL send_message(f_mass,req_mass)
193!         CALL wait_message(req_mass) 
194!      END IF
195    ENDIF
196   
197    CALL trace_start("caldyn")
198
199      IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
200         CALL send_message(f_ps,req_ps) 
201         CALL wait_message(req_ps) 
202      ELSE
203         CALL send_message(f_mass,req_mass) 
204         CALL wait_message(req_mass) 
205      END IF
206
207    CALL send_message(f_u,req_u)
208    CALL wait_message(req_u)
209    CALL send_message(f_theta_rhodz,req_theta_rhodz) 
210    CALL wait_message(req_theta_rhodz) 
211   
212!    CALL wait_message(req_u)
213!    CALL wait_message(req_theta_rhodz)
214
215    SELECT CASE(caldyn_conserv)
216    CASE(energy) ! energy-conserving
217       DO ind=1,ndomain
218          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
219          CALL swap_dimensions(ind)
220          CALL swap_geometry(ind)
221          ps=f_ps(ind)
222          u=f_u(ind)
223          theta_rhodz = f_theta_rhodz(ind)
224          mass=f_mass(ind)
225          theta = f_theta(ind)
226          qu=f_qu(ind)
227          qv=f_qv(ind)
228          CALL compute_pvort(ps,u,theta_rhodz, mass,theta,qu,qv)
229       ENDDO
230
231       CALL send_message(f_qu,req_qu)
232       CALL wait_message(req_qu)
233
234       DO ind=1,ndomain
235          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
236          CALL swap_dimensions(ind)
237          CALL swap_geometry(ind)
238          ps=f_ps(ind)
239          u=f_u(ind)
240          theta_rhodz=f_theta_rhodz(ind)
241          mass=f_mass(ind)
242          theta = f_theta(ind)
243          qu=f_qu(ind)
244          pk = f_pk(ind)
245          geopot = f_geopot(ind) 
246          CALL compute_geopot(ps,mass,theta, pk,geopot)
247          hflux=f_hflux(ind)
248          convm = f_dmass(ind)
249          dtheta_rhodz=f_dtheta_rhodz(ind)
250          du=f_du(ind)
251          CALL compute_caldyn_horiz(u,mass,qu,theta,pk,geopot, hflux,convm,dtheta_rhodz,du)
252          IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
253             wflux=f_wflux(ind)
254             wwuu=f_wwuu(ind)
255             dps=f_dps(ind)
256             CALL compute_caldyn_vert(u,theta,mass,convm, wflux,wwuu, dps, dtheta_rhodz, du)
257          END IF
258       ENDDO       
259       
260    CASE(enstrophy) ! enstrophy-conserving
261       DO ind=1,ndomain
262          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
263          CALL swap_dimensions(ind)
264          CALL swap_geometry(ind)
265          ps=f_ps(ind)
266          u=f_u(ind)
267          theta_rhodz=f_theta_rhodz(ind)
268          mass=f_mass(ind)
269          theta = f_theta(ind)
270          qu=f_qu(ind)
271          qv=f_qv(ind)
272          CALL compute_pvort(ps,u,theta_rhodz, mass,theta,qu,qv)
273          pk = f_pk(ind)
274          geopot = f_geopot(ind) 
275          CALL compute_geopot(ps,mass,theta, pk,geopot)
276          hflux=f_hflux(ind)
277          convm = f_dmass(ind)
278          dtheta_rhodz=f_dtheta_rhodz(ind)
279          du=f_du(ind)
280          CALL compute_caldyn_horiz(u,mass,qu,theta,pk,geopot, hflux,convm,dtheta_rhodz,du)
281          IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
282             wflux=f_wflux(ind)
283             wwuu=f_wwuu(ind)
284             dps=f_dps(ind)
285             CALL compute_caldyn_vert(u,theta,mass,convm, wflux,wwuu, dps, dtheta_rhodz, du)
286          END IF
287       ENDDO
288       
289    CASE DEFAULT
290       STOP
291    END SELECT
292
293!!$OMP BARRIER
294    IF (write_out) THEN
295
296       IF (is_mpi_root) PRINT *,'CALL write_output_fields'
297
298! ---> for openMP test to fix later
299!       CALL write_output_fields(f_ps, f_phis, f_dps, f_u, f_theta_rhodz, f_q, &
300!            f_buf_i, f_buf_v, f_buf_u3d, f_buf_ulon, f_buf_ulat, f_buf_s, f_buf_p)
301       CALL un2ulonlat(f_u, f_buf_ulon, f_buf_ulat)
302       CALL output_field("ulon",f_buf_ulon)
303       CALL output_field("ulat",f_buf_ulat)
304
305       CALL output_field("ps",f_ps)
306       CALL output_field("dps",f_dps)
307       CALL output_field("mass",f_mass)
308       CALL output_field("dmass",f_dmass)
309       CALL output_field("vort",f_qv)
310       CALL output_field("theta",f_theta)
311       CALL output_field("exner",f_pk)
312       CALL output_field("pv",f_qv)
313 
314    END IF
315   
316    !    CALL check_mass_conservation(f_ps,f_dps)
317    CALL trace_end("caldyn")
318!!$OMP BARRIER
319   
320END SUBROUTINE caldyn
321
322SUBROUTINE compute_planetvel(planetvel)
323  USE wind_mod
324  REAL(rstd),INTENT(OUT)  :: planetvel(iim*3*jjm)
325  REAL(rstd) :: ulon(iim*3*jjm)
326  REAL(rstd) :: ulat(iim*3*jjm)
327  REAL(rstd) :: lon,lat
328  INTEGER :: ij
329  DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
330     CALL xyz2lonlat(xyz_e(ij+u_right,:),lon,lat)
331     ulon(ij+u_right)=a*omega*cos(lat)
332     ulat(ij+u_right)=0
333
334     CALL xyz2lonlat(xyz_e(ij+u_lup,:),lon,lat)
335     ulon(ij+u_lup)=a*omega*cos(lat)
336     ulat(ij+u_lup)=0
337
338     CALL xyz2lonlat(xyz_e(ij+u_ldown,:),lon,lat)
339     ulon(ij+u_ldown)=a*omega*cos(lat)
340     ulat(ij+u_ldown)=0
341  END DO
342  CALL compute_wind2D_perp_from_lonlat_compound(ulon, ulat, planetvel)
343END SUBROUTINE compute_planetvel
344   
345SUBROUTINE compute_pvort(ps,u,theta_rhodz, rhodz,theta,qu,qv)
346  USE icosa
347  USE disvert_mod, ONLY : mass_dak, mass_dbk, caldyn_eta, eta_mass
348  USE exner_mod
349  USE trace
350  USE omp_para
351  IMPLICIT NONE
352  REAL(rstd),INTENT(IN)  :: u(iim*3*jjm,llm)
353  REAL(rstd),INTENT(IN)  :: ps(iim*jjm)
354  REAL(rstd),INTENT(IN)  :: theta_rhodz(iim*jjm,llm)
355  REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: rhodz(iim*jjm,llm)
356  REAL(rstd),INTENT(OUT) :: theta(iim*jjm,llm)
357  REAL(rstd),INTENT(OUT) :: qu(iim*3*jjm,llm)
358  REAL(rstd),INTENT(OUT) :: qv(iim*2*jjm,llm)
359 
360  INTEGER :: i,j,ij,l
361  REAL(rstd) :: etav,hv, m
362!  REAL(rstd) :: qv(2*iim*jjm,llm)     ! potential velocity 
363 
364  CALL trace_start("compute_pvort") 
365
366  IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
367!     CALL wait_message(req_ps) 
368  ELSE
369!     CALL wait_message(req_mass)
370  END IF
371!  CALL wait_message(req_theta_rhodz)
372
373  IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN ! Compute mass & theta
374     DO l = ll_begin,ll_end
375!        CALL test_message(req_u)
376!DIR$ SIMD
377        DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
378           m = ( mass_dak(l)+ps(ij)*mass_dbk(l) )/g
379           rhodz(ij,l) = m
380           theta(ij,l) = theta_rhodz(ij,l)/rhodz(ij,l)
381        ENDDO
382     ENDDO
383  ELSE ! Compute only theta
384     DO l = ll_begin,ll_end
385!        CALL test_message(req_u)
386!DIR$ SIMD
387       DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
388         theta(ij,l) = theta_rhodz(ij,l)/rhodz(ij,l)
389       ENDDO
390     ENDDO
391  END IF
392
393!  CALL wait_message(req_u)   
394 
395!!! Compute shallow-water potential vorticity
396  DO l = ll_begin,ll_end
397!DIR$ SIMD
398     DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
399          etav= 1./Av(ij+z_up)*(  ne_rup        * u(ij+u_rup,l)        * de(ij+u_rup)         &
400                                + ne_left * u(ij+t_rup+u_left,l) * de(ij+t_rup+u_left)  &
401                                - ne_lup        * u(ij+u_lup,l)        * de(ij+u_lup) )                               
402
403          hv =  Riv2(ij,vup)          * rhodz(ij,l)            &
404              + Riv2(ij+t_rup,vldown) * rhodz(ij+t_rup,l)     &
405              + Riv2(ij+t_lup,vrdown) * rhodz(ij+t_lup,l)
406     
407          qv(ij+z_up,l) = ( etav+fv(ij+z_up) )/hv
408         
409          etav = 1./Av(ij+z_down)*(  ne_ldown         * u(ij+u_ldown,l)          * de(ij+u_ldown)          &
410                                   + ne_right * u(ij+t_ldown+u_right,l)  * de(ij+t_ldown+u_right)  &
411                                   - ne_rdown         * u(ij+u_rdown,l)          * de(ij+u_rdown) )
412       
413          hv =  Riv2(ij,vdown)        * rhodz(ij,l)          &
414              + Riv2(ij+t_ldown,vrup) * rhodz(ij+t_ldown,l)  &
415              + Riv2(ij+t_rdown,vlup) * rhodz(ij+t_rdown,l)
416                       
417          qv(ij+z_down,l) =( etav+fv(ij+z_down) )/hv
418
419      ENDDO
420
421!DIR$ SIMD
422      DO ij=ij_begin,ij_end
423         qu(ij+u_right,l) = 0.5*(qv(ij+z_rdown,l)+qv(ij+z_rup,l)) 
424         qu(ij+u_lup,l) = 0.5*(qv(ij+z_up,l)+qv(ij+z_lup,l)) 
425         qu(ij+u_ldown,l) = 0.5*(qv(ij+z_ldown,l)+qv(ij+z_down,l)) 
426      END DO
427     
428   ENDDO
429
430   CALL trace_end("compute_pvort")
431                                                       
432  END SUBROUTINE compute_pvort
433 
434  SUBROUTINE compute_geopot(ps,rhodz,theta, pk,geopot) 
435  USE icosa
436  USE disvert_mod
437  USE exner_mod
438  USE trace
439  USE omp_para
440  IMPLICIT NONE
441    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: ps(iim*jjm)
442    REAL(rstd),INTENT(IN)    :: rhodz(iim*jjm,llm)
443    REAL(rstd),INTENT(IN)    :: theta(iim*jjm,llm)    ! potential temperature
444    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: pk(iim*jjm,llm)       ! Exner function
445    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: geopot(iim*jjm,llm+1) ! geopotential
446   
447    INTEGER :: i,j,ij,l
448    REAL(rstd) :: p_ik, exner_ik
449
450    CALL trace_start("compute_geopot")
451
452    IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
453
454!!! Compute exner function and geopotential
455       DO l = 1,llm
456!         !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
457          !DIR$ SIMD
458          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
459             p_ik = ptop + mass_ak(l) + mass_bk(l)*ps(ij) ! FIXME : leave ps for the moment ; change ps to Ms later
460             !         p_ik = ptop + g*(mass_ak(l)+ mass_bk(l)*ps(i,j))
461             exner_ik = cpp * (p_ik/preff) ** kappa
462             pk(ij,l) = exner_ik
463             ! specific volume v = kappa*theta*pi/p = dphi/g/rhodz
464             geopot(ij,l+1) = geopot(ij,l) + (g*kappa)*rhodz(ij,l)*theta(ij,l)*exner_ik/p_ik
465          ENDDO
466       ENDDO
467
468    ELSE 
469       ! We are using a Lagrangian vertical coordinate
470       ! Pressure must be computed first top-down (temporarily stored in pk)
471       ! Then Exner pressure and geopotential are computed bottom-up
472       ! Notice that the computation below should work also when caldyn_eta=eta_mass         
473
474       IF(boussinesq) THEN ! compute only geopotential : pressure pk will be computed in compute_caldyn_horiz
475          ! specific volume 1 = dphi/g/rhodz
476          DO l = 1,llm
477!             !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
478             !DIR$ SIMD
479             DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
480                geopot(ij,l+1) = geopot(ij,l) + g*rhodz(ij,l)
481             ENDDO
482          ENDDO
483       ELSE ! non-Boussinesq, compute geopotential and Exner pressure
484          ! uppermost layer
485          !DIR$ SIMD
486          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
487             pk(ij,llm) = ptop + (.5*g)*rhodz(ij,llm)
488          END DO
489          ! other layers
490          DO l = llm-1, 1, -1
491
492!          !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
493             !DIR$ SIMD
494             DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
495                pk(ij,l) = pk(ij,l+1) + (.5*g)*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij,l+1))
496             END DO
497          END DO
498          ! surface pressure (for diagnostics)
499          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
500             ps(ij) = pk(ij,1) + (.5*g)*rhodz(ij,1)
501          END DO
502
503          ! specific volume v = kappa*theta*pi/p = dphi/g/rhodz
504          DO l = 1,llm
505
506!             !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
507             !DIR$ SIMD
508             DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
509                p_ik = pk(ij,l)
510                exner_ik = cpp * (p_ik/preff) ** kappa
511                geopot(ij,l+1) = geopot(ij,l) + (g*kappa)*rhodz(ij,l)*theta(ij,l)*exner_ik/p_ik 
512                pk(ij,l) = exner_ik
513             ENDDO
514          ENDDO
515       END IF
516
517    END IF
518
519  CALL trace_end("compute_geopot")
520
521  END SUBROUTINE compute_geopot
522
523  SUBROUTINE compute_caldyn_horiz(u,rhodz,qu,theta,pk,geopot, hflux,convm, dtheta_rhodz, du)
524  USE icosa
525  USE disvert_mod
526  USE exner_mod
527  USE trace
528  USE omp_para
529  IMPLICIT NONE
530    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: u(iim*3*jjm,llm)    ! prognostic "velocity"
531    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: rhodz(iim*jjm,llm)
532    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: qu(iim*3*jjm,llm)
533    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: theta(iim*jjm,llm)  ! potential temperature
534    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: pk(iim*jjm,llm) ! Exner function
535    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: geopot(iim*jjm,llm+1)    ! geopotential
536
537    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: hflux(iim*3*jjm,llm) ! hflux in kg/s
538    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: convm(iim*jjm,llm)  ! mass flux convergence
539    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: dtheta_rhodz(iim*jjm,llm)
540    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: du(iim*3*jjm,llm)
541
542    REAL(rstd) :: cor_NT(iim*jjm,llm)  ! NT coriolis force u.(du/dPhi)
543    REAL(rstd) :: urel(3*iim*jjm,llm)  ! relative velocity
544    REAL(rstd) :: Ftheta(3*iim*jjm,llm) ! theta flux
545    REAL(rstd) :: berni(iim*jjm,llm)  ! Bernoulli function
546   
547    INTEGER :: i,j,ij,l
548    REAL(rstd) :: ww,uu
549
550    CALL trace_start("compute_caldyn_horiz")
551
552!    CALL wait_message(req_theta_rhodz)
553
554  DO l = ll_begin, ll_end
555!!!  Compute mass and theta fluxes
556!    IF (caldyn_conserv==energy) CALL test_message(req_qu)
557!DIR$ SIMD
558    DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
559        hflux(ij+u_right,l)=0.5*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_right,l))*u(ij+u_right,l)*le(ij+u_right)
560        hflux(ij+u_lup,l)=0.5*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_lup,l))*u(ij+u_lup,l)*le(ij+u_lup)
561        hflux(ij+u_ldown,l)=0.5*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_ldown,l))*u(ij+u_ldown,l)*le(ij+u_ldown)
562
563        Ftheta(ij+u_right,l)=0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_right,l))*hflux(ij+u_right,l)
564        Ftheta(ij+u_lup,l)=0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_lup,l))*hflux(ij+u_lup,l)
565        Ftheta(ij+u_ldown,l)=0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_ldown,l))*hflux(ij+u_ldown,l)
566    ENDDO
567
568!!! compute horizontal divergence of fluxes
569!DIR$ SIMD
570    DO ij=ij_begin,ij_end         
571        ! convm = -div(mass flux), sign convention as in Ringler et al. 2012, eq. 21
572        convm(ij,l)= -1./Ai(ij)*(ne_right*hflux(ij+u_right,l)   +  &
573                                ne_rup*hflux(ij+u_rup,l)       +  & 
574                                ne_lup*hflux(ij+u_lup,l)       +  & 
575                                ne_left*hflux(ij+u_left,l)     +  & 
576                                ne_ldown*hflux(ij+u_ldown,l)   +  & 
577                                ne_rdown*hflux(ij+u_rdown,l))   
578
579        ! signe ? attention d (rho theta dz)
580        ! dtheta_rhodz =  -div(flux.theta)
581        dtheta_rhodz(ij,l)=-1./Ai(ij)*(ne_right*Ftheta(ij+u_right,l)    +  &
582                                 ne_rup*Ftheta(ij+u_rup,l)        +  & 
583                                 ne_lup*Ftheta(ij+u_lup,l)        +  & 
584                                 ne_left*Ftheta(ij+u_left,l)      +  & 
585                                 ne_ldown*Ftheta(ij+u_ldown,l)    +  & 
586                                 ne_rdown*Ftheta(ij+u_rdown,l))
587    ENDDO
588
589 END DO
590
591!!! Compute potential vorticity (Coriolis) contribution to du
592 
593    SELECT CASE(caldyn_conserv)
594    CASE(energy) ! energy-conserving TRiSK
595
596!       CALL wait_message(req_qu)
597
598        DO l=ll_begin,ll_end
599!DIR$ SIMD
600          DO ij=ij_begin,ij_end         
601   
602                uu = wee(ij+u_right,1,1)*hflux(ij+u_rup,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_rup,l))+                             &
603                     wee(ij+u_right,2,1)*hflux(ij+u_lup,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_lup,l))+                             &
604                     wee(ij+u_right,3,1)*hflux(ij+u_left,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_left,l))+                           &
605                     wee(ij+u_right,4,1)*hflux(ij+u_ldown,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_ldown,l))+                         &
606                     wee(ij+u_right,5,1)*hflux(ij+u_rdown,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_rdown,l))+                         & 
607                     wee(ij+u_right,1,2)*hflux(ij+t_right+u_ldown,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+t_right+u_ldown,l))+         &
608                     wee(ij+u_right,2,2)*hflux(ij+t_right+u_rdown,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+t_right+u_rdown,l))+         &
609                     wee(ij+u_right,3,2)*hflux(ij+t_right+u_right,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+t_right+u_right,l))+         &
610                     wee(ij+u_right,4,2)*hflux(ij+t_right+u_rup,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+t_right+u_rup,l))+             &
611                     wee(ij+u_right,5,2)*hflux(ij+t_right+u_lup,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+t_right+u_lup,l))
612                du(ij+u_right,l) = .5*uu/de(ij+u_right)
613               
614                uu = wee(ij+u_lup,1,1)*hflux(ij+u_left,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_left,l)) +                        &
615                     wee(ij+u_lup,2,1)*hflux(ij+u_ldown,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_ldown,l)) +                      &
616                     wee(ij+u_lup,3,1)*hflux(ij+u_rdown,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_rdown,l)) +                      &
617                     wee(ij+u_lup,4,1)*hflux(ij+u_right,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_right,l)) +                      &
618                     wee(ij+u_lup,5,1)*hflux(ij+u_rup,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_rup,l)) +                          & 
619                     wee(ij+u_lup,1,2)*hflux(ij+t_lup+u_right,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+t_lup+u_right,l)) +          &
620                     wee(ij+u_lup,2,2)*hflux(ij+t_lup+u_rup,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+t_lup+u_rup,l)) +              &
621                     wee(ij+u_lup,3,2)*hflux(ij+t_lup+u_lup,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+t_lup+u_lup,l)) +              &
622                     wee(ij+u_lup,4,2)*hflux(ij+t_lup+u_left,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+t_lup+u_left,l)) +            &
623                     wee(ij+u_lup,5,2)*hflux(ij+t_lup+u_ldown,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+t_lup+u_ldown,l))
624                du(ij+u_lup,l) = .5*uu/de(ij+u_lup)
625
626               
627                uu = wee(ij+u_ldown,1,1)*hflux(ij+u_rdown,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_rdown,l)) +                      &
628                     wee(ij+u_ldown,2,1)*hflux(ij+u_right,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_right,l)) +                      &
629                     wee(ij+u_ldown,3,1)*hflux(ij+u_rup,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_rup,l)) +                          &
630                     wee(ij+u_ldown,4,1)*hflux(ij+u_lup,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_lup,l)) +                          &
631                     wee(ij+u_ldown,5,1)*hflux(ij+u_left,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_left,l)) +                        & 
632                     wee(ij+u_ldown,1,2)*hflux(ij+t_ldown+u_lup,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+t_ldown+u_lup,l)) +          &
633                     wee(ij+u_ldown,2,2)*hflux(ij+t_ldown+u_left,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+t_ldown+u_left,l)) +        &
634                     wee(ij+u_ldown,3,2)*hflux(ij+t_ldown+u_ldown,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+t_ldown+u_ldown,l)) +      &
635                     wee(ij+u_ldown,4,2)*hflux(ij+t_ldown+u_rdown,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+t_ldown+u_rdown,l)) +      &
636                     wee(ij+u_ldown,5,2)*hflux(ij+t_ldown+u_right,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+t_ldown+u_right,l))
637                du(ij+u_ldown,l) = .5*uu/de(ij+u_ldown)
638               
639          ENDDO
640       ENDDO
641       
642    CASE(enstrophy) ! enstrophy-conserving TRiSK
643 
644        DO l=ll_begin,ll_end
645!DIR$ SIMD
646          DO ij=ij_begin,ij_end         
647
648                uu = wee(ij+u_right,1,1)*hflux(ij+u_rup,l)+                           &
649                     wee(ij+u_right,2,1)*hflux(ij+u_lup,l)+                           &
650                     wee(ij+u_right,3,1)*hflux(ij+u_left,l)+                          &
651                     wee(ij+u_right,4,1)*hflux(ij+u_ldown,l)+                         &
652                     wee(ij+u_right,5,1)*hflux(ij+u_rdown,l)+                         & 
653                     wee(ij+u_right,1,2)*hflux(ij+t_right+u_ldown,l)+                 &
654                     wee(ij+u_right,2,2)*hflux(ij+t_right+u_rdown,l)+                 &
655                     wee(ij+u_right,3,2)*hflux(ij+t_right+u_right,l)+                 &
656                     wee(ij+u_right,4,2)*hflux(ij+t_right+u_rup,l)+                   &
657                     wee(ij+u_right,5,2)*hflux(ij+t_right+u_lup,l)
658                du(ij+u_right,l) = qu(ij+u_right,l)*uu/de(ij+u_right)
659               
660               
661                uu = wee(ij+u_lup,1,1)*hflux(ij+u_left,l)+                        &
662                     wee(ij+u_lup,2,1)*hflux(ij+u_ldown,l)+                       &
663                     wee(ij+u_lup,3,1)*hflux(ij+u_rdown,l)+                       &
664                     wee(ij+u_lup,4,1)*hflux(ij+u_right,l)+                       &
665                     wee(ij+u_lup,5,1)*hflux(ij+u_rup,l)+                         & 
666                     wee(ij+u_lup,1,2)*hflux(ij+t_lup+u_right,l)+                 &
667                     wee(ij+u_lup,2,2)*hflux(ij+t_lup+u_rup,l)+                   &
668                     wee(ij+u_lup,3,2)*hflux(ij+t_lup+u_lup,l)+                   &
669                     wee(ij+u_lup,4,2)*hflux(ij+t_lup+u_left,l)+                  &
670                     wee(ij+u_lup,5,2)*hflux(ij+t_lup+u_ldown,l)
671                du(ij+u_lup,l) = qu(ij+u_lup,l)*uu/de(ij+u_lup)
672
673                uu = wee(ij+u_ldown,1,1)*hflux(ij+u_rdown,l)+                      &
674                     wee(ij+u_ldown,2,1)*hflux(ij+u_right,l)+                      &
675                     wee(ij+u_ldown,3,1)*hflux(ij+u_rup,l)+                        &
676                     wee(ij+u_ldown,4,1)*hflux(ij+u_lup,l)+                        &
677                     wee(ij+u_ldown,5,1)*hflux(ij+u_left,l)+                       & 
678                     wee(ij+u_ldown,1,2)*hflux(ij+t_ldown+u_lup,l)+                &
679                     wee(ij+u_ldown,2,2)*hflux(ij+t_ldown+u_left,l)+               &
680                     wee(ij+u_ldown,3,2)*hflux(ij+t_ldown+u_ldown,l)+              &
681                     wee(ij+u_ldown,4,2)*hflux(ij+t_ldown+u_rdown,l)+              &
682                     wee(ij+u_ldown,5,2)*hflux(ij+t_ldown+u_right,l)
683                du(ij+u_ldown,l) = qu(ij+u_ldown,l)*uu/de(ij+u_ldown)
684     
685          ENDDO
686       ENDDO
687       
688    CASE DEFAULT
689       STOP
690    END SELECT
691 
692!!! Compute bernouilli term = Kinetic Energy + geopotential
693    IF(boussinesq) THEN
694       ! first use hydrostatic balance with theta*rhodz to find pk (Lagrange multiplier=pressure)
695       ! uppermost layer
696       !DIR$ SIMD
697       DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
698          pk(ij,llm) = ptop + (.5*g)*theta(ij,llm)*rhodz(ij,llm)
699       END DO
700       ! other layers
701       DO l = llm-1, 1, -1
702!          !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
703          !DIR$ SIMD
704          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
705             pk(ij,l) = pk(ij,l+1) + (.5*g)*(theta(ij,l)*rhodz(ij,l)+theta(ij,l+1)*rhodz(ij,l+1))
706          END DO
707       END DO
708       ! surface pressure (for diagnostics) FIXME
709       ! DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
710       !   ps(ij) = pk(ij,1) + (.5*g)*theta(ij,1)*rhodz(ij,1)
711       ! END DO
712       ! now pk contains the Lagrange multiplier (pressure)
713
714       DO l=ll_begin,ll_end
715!DIR$ SIMD
716          DO ij=ij_begin,ij_end         
717               
718                berni(ij,l) = pk(ij,l) + &
719                       1/(4*Ai(ij))*(le(ij+u_right)*de(ij+u_right)*u(ij+u_right,l)**2 +    &
720                                     le(ij+u_rup)*de(ij+u_rup)*u(ij+u_rup,l)**2 +          &
721                                     le(ij+u_lup)*de(ij+u_lup)*u(ij+u_lup,l)**2 +          &
722                                     le(ij+u_left)*de(ij+u_left)*u(ij+u_left,l)**2 +       &
723                                     le(ij+u_ldown)*de(ij+u_ldown)*u(ij+u_ldown,l)**2 +    &
724                                     le(ij+u_rdown)*de(ij+u_rdown)*u(ij+u_rdown,l)**2 ) 
725                ! from now on pk contains the vertically-averaged geopotential
726                pk(ij,l) = .5*(geopot(ij,l)+geopot(ij,l+1))
727          ENDDO
728       ENDDO
729
730    ELSE ! compressible
731
732       DO l=ll_begin,ll_end
733!DIR$ SIMD
734            DO ij=ij_begin,ij_end         
735               
736                berni(ij,l) = .5*(geopot(ij,l)+geopot(ij,l+1)) &
737                     + 1/(4*Ai(ij))*(le(ij+u_right)*de(ij+u_right)*u(ij+u_right,l)**2 +    &
738                                     le(ij+u_rup)*de(ij+u_rup)*u(ij+u_rup,l)**2 +          &
739                                     le(ij+u_lup)*de(ij+u_lup)*u(ij+u_lup,l)**2 +          &
740                                     le(ij+u_left)*de(ij+u_left)*u(ij+u_left,l)**2 +       &
741                                     le(ij+u_ldown)*de(ij+u_ldown)*u(ij+u_ldown,l)**2 +    &
742                                     le(ij+u_rdown)*de(ij+u_rdown)*u(ij+u_rdown,l)**2 ) 
743          ENDDO
744       ENDDO
745
746    END IF ! Boussinesq/compressible
747
748!!! Add gradients of Bernoulli and Exner functions to du
749    DO l=ll_begin,ll_end
750!DIR$ SIMD
751       DO ij=ij_begin,ij_end         
752       
753             du(ij+u_right,l) = du(ij+u_right,l) + 1/de(ij+u_right) * (             &
754                               0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_right,l))                &
755                                  *( ne_right*pk(ij,l)+ne_left*pk(ij+t_right,l))    &
756                                   + ne_right*berni(ij,l)+ne_left*berni(ij+t_right,l) )
757       
758       
759             du(ij+u_lup,l) = du(ij+u_lup,l) +  1/de(ij+u_lup) * (                  &
760                               0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_lup,l))                  &
761                                  *( ne_lup*pk(ij,l)+ne_rdown*pk(ij+t_lup,l))       &
762                                   + ne_lup*berni(ij,l)+ne_rdown*berni(ij+t_lup,l) )
763               
764             du(ij+u_ldown,l) = du(ij+u_ldown,l) + 1/de(ij+u_ldown) * (             &
765                               0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_ldown,l))                &
766                                  *( ne_ldown*pk(ij,l)+ne_rup*pk(ij+t_ldown,l))     &
767                                   + ne_ldown*berni(ij,l)+ne_rup*berni(ij+t_ldown,l) )
768
769       ENDDO
770    ENDDO
771 
772    CALL trace_end("compute_caldyn_horiz")
773
774END SUBROUTINE compute_caldyn_horiz
775
776SUBROUTINE compute_caldyn_vert(u,theta,rhodz,convm, wflux,wwuu, dps,dtheta_rhodz,du)
777  USE icosa
778  USE disvert_mod
779  USE exner_mod
780  USE trace
781  USE omp_para
782  IMPLICIT NONE
783    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: u(iim*3*jjm,llm)
784    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: theta(iim*jjm,llm)
785    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: rhodz(iim*jjm,llm)
786    REAL(rstd),INTENT(INOUT)  :: convm(iim*jjm,llm)  ! mass flux convergence
787
788    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: wflux(iim*jjm,llm+1) ! vertical mass flux (kg/m2/s)
789    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: wwuu(iim*3*jjm,llm+1)
790    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: du(iim*3*jjm,llm)
791    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: dtheta_rhodz(iim*jjm,llm)
792    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: dps(iim*jjm)
793
794! temporary variable   
795    INTEGER :: i,j,ij,l
796    REAL(rstd) :: p_ik, exner_ik
797
798!    REAL(rstd) :: wwuu(iim*3*jjm,llm+1) ! tmp var, don't know why but gain 30% on the whole code in opemp
799                                        ! need to be understood
800
801!    wwuu=wwuu_out
802  CALL trace_start("compute_caldyn_vert")
803
804!!$OMP BARRIER   
805!!! cumulate mass flux convergence from top to bottom
806  DO  l = llm-1, 1, -1
807!    IF (caldyn_conserv==energy) CALL test_message(req_qu)
808
809!!$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
810!DIR$ SIMD
811    DO ij=ij_begin,ij_end         
812        convm(ij,l) = convm(ij,l) + convm(ij,l+1)
813    ENDDO
814  ENDDO
815
816! IMPLICIT FLUSH on convm
817!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
818
819! compute dps
820  IF (omp_first) THEN
821!DIR$ SIMD
822     DO ij=ij_begin,ij_end         
823        ! dps/dt = -int(div flux)dz
824        dps(ij) = convm(ij,1) * g 
825    ENDDO
826  ENDIF
827 
828!!! Compute vertical mass flux (l=1,llm+1 done by caldyn_BC)
829  DO l=ll_beginp1,ll_end
830!    IF (caldyn_conserv==energy) CALL test_message(req_qu)
831!DIR$ SIMD
832      DO ij=ij_begin,ij_end         
833        ! w = int(z,ztop,div(flux)dz) + B(eta)dps/dt
834        ! => w>0 for upward transport
835        wflux( ij, l ) = bp(l) * convm( ij, 1 ) - convm( ij, l ) 
836    ENDDO
837  ENDDO
838
839  DO l=ll_begin,ll_endm1
840!DIR$ SIMD
841     DO ij=ij_begin,ij_end         
842        dtheta_rhodz(ij, l ) = dtheta_rhodz(ij, l )  -   0.5 * (  wflux(ij,l+1) * (theta(ij,l) + theta(ij,l+1)))
843    ENDDO
844  ENDDO
845 
846  DO l=ll_beginp1,ll_end
847!DIR$ SIMD
848      DO ij=ij_begin,ij_end         
849        dtheta_rhodz(ij, l ) = dtheta_rhodz(ij, l )  +   0.5 * ( wflux(ij,l  ) * (theta(ij,l-1) + theta(ij,l) ) )
850    ENDDO
851  ENDDO
852 
853! Compute vertical transport
854  DO l=ll_beginp1,ll_end
855!DIR$ SIMD
856      DO ij=ij_begin,ij_end         
857        wwuu(ij+u_right,l) = 0.5*( wflux(ij,l) + wflux(ij+t_right,l)) * (u(ij+u_right,l) - u(ij+u_right,l-1))
858        wwuu(ij+u_lup,l) = 0.5* ( wflux(ij,l) + wflux(ij+t_lup,l)) * (u(ij+u_lup,l) - u(ij+u_lup,l-1))
859        wwuu(ij+u_ldown,l) = 0.5*( wflux(ij,l) + wflux(ij+t_ldown,l)) * (u(ij+u_ldown,l) - u(ij+u_ldown,l-1))
860     ENDDO
861   ENDDO
862
863 !--> flush wwuu 
864 ! !$OMP BARRIER
865
866! Add vertical transport to du
867  DO l=ll_begin,ll_end
868!DIR$ SIMD
869     DO ij=ij_begin,ij_end         
870        du(ij+u_right, l )   = du(ij+u_right,l)  - (wwuu(ij+u_right,l+1)+ wwuu(ij+u_right,l)) / (rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_right,l))
871        du(ij+u_lup, l )     = du(ij+u_lup,l)    - (wwuu(ij+u_lup,l+1)  + wwuu(ij+u_lup,l))   / (rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_lup,l))
872        du(ij+u_ldown, l )   = du(ij+u_ldown,l)  - (wwuu(ij+u_ldown,l+1)+ wwuu(ij+u_ldown,l)) / (rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_ldown,l))
873    ENDDO
874  ENDDO     
875
876!  DO l=ll_beginp1,ll_end
877!!DIR$ SIMD
878!      DO ij=ij_begin,ij_end         
879!        wwuu_out(ij+u_right,l) = wwuu(ij+u_right,l)
880!        wwuu_out(ij+u_lup,l)   = wwuu(ij+u_lup,l)
881!        wwuu_out(ij+u_ldown,l) = wwuu(ij+u_ldown,l)
882!     ENDDO
883!   ENDDO
884 
885  CALL trace_end("compute_caldyn_vert")
886
887  END SUBROUTINE compute_caldyn_vert
888
889!-------------------------------- Diagnostics ----------------------------
890
891  SUBROUTINE check_mass_conservation(f_ps,f_dps)
892  USE icosa
893  USE mpipara
894  IMPLICIT NONE
895    TYPE(t_field),POINTER :: f_ps(:)
896    TYPE(t_field),POINTER :: f_dps(:)
897    REAL(rstd),POINTER :: ps(:)
898    REAL(rstd),POINTER :: dps(:)
899    REAL(rstd) :: mass_tot,dmass_tot
900    INTEGER :: ind,i,j,ij
901   
902    mass_tot=0
903    dmass_tot=0
904   
905    CALL transfert_request(f_dps,req_i1)
906    CALL transfert_request(f_ps,req_i1)
907
908    DO ind=1,ndomain
909      CALL swap_dimensions(ind)
910      CALL swap_geometry(ind)
911
912      ps=f_ps(ind)
913      dps=f_dps(ind)
914
915      DO j=jj_begin,jj_end
916        DO i=ii_begin,ii_end
917          ij=(j-1)*iim+i
918          IF (domain(ind)%own(i,j)) THEN
919            mass_tot=mass_tot+ps(ij)*Ai(ij)/g
920            dmass_tot=dmass_tot+dps(ij)*Ai(ij)/g
921          ENDIF
922        ENDDO
923      ENDDO
924   
925    ENDDO
926    IF (is_mpi_root) PRINT*, "mass_tot ", mass_tot,"      dmass_tot ",dmass_tot       
927
928  END SUBROUTINE check_mass_conservation 
929 
930  SUBROUTINE write_output_fields(f_ps, f_phis, f_dps, f_u, f_theta_rhodz, f_q, &
931       f_buf_i, f_buf_v, f_buf_i3, f_buf1_i, f_buf2_i, f_buf_s, f_buf_p)
932    USE icosa
933    USE vorticity_mod
934    USE theta2theta_rhodz_mod
935    USE pression_mod
936    USE omega_mod
937    USE write_field
938    USE vertical_interp_mod
939    USE wind_mod
940    TYPE(t_field),POINTER :: f_ps(:), f_phis(:), f_u(:), f_theta_rhodz(:), f_q(:), f_dps(:), &
941         f_buf_i(:), f_buf_v(:), f_buf_i3(:), f_buf1_i(:), f_buf2_i(:), f_buf_s(:), f_buf_p(:)
942   
943    REAL(rstd) :: out_pression_lev
944    CHARACTER(LEN=255) :: str_pression
945    CHARACTER(LEN=255) :: physics_type
946   
947    out_pression_level=0
948    CALL getin("out_pression_level",out_pression_level) 
949    WRITE(str_pression,*) INT(out_pression_level/100)
950    str_pression=ADJUSTL(str_pression)
951   
952    CALL writefield("ps",f_ps)
953    CALL writefield("dps",f_dps)
954    CALL writefield("phis",f_phis)
955    CALL vorticity(f_u,f_buf_v)
956    CALL writefield("vort",f_buf_v)
957
958    CALL w_omega(f_ps, f_u, f_buf_i)
959    CALL writefield('omega', f_buf_i)
960    IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
961      CALL vertical_interp(f_ps,f_buf_i,f_buf_s,out_pression_level)
962      CALL writefield("omega"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
963    ENDIF
964   
965    ! Temperature
966!    CALL theta_rhodz2temperature(f_ps,f_theta_rhodz,f_buf_i) ; ! FIXME
967     
968    CALL getin('physics',physics_type)
969    IF (TRIM(physics_type)=='dcmip') THEN
970      CALL Tv2T(f_buf_i,f_q,f_buf1_i) 
971      CALL writefield("T",f_buf1_i)
972      IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
973        CALL vertical_interp(f_ps,f_buf1_i,f_buf_s,out_pression_level)
974        CALL writefield("T"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
975      ENDIF
976    ELSE
977      CALL writefield("T",f_buf_i)
978      IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
979        CALL vertical_interp(f_ps,f_buf_i,f_buf_s,out_pression_level)
980        CALL writefield("T"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
981      ENDIF
982    ENDIF
983   
984    ! velocity components
985    CALL un2ulonlat(f_u, f_buf1_i, f_buf2_i)
986    CALL writefield("ulon",f_buf1_i)
987    CALL writefield("ulat",f_buf2_i)
988
989    IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
990      CALL vertical_interp(f_ps,f_buf1_i,f_buf_s,out_pression_level)
991      CALL writefield("ulon"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
992      CALL vertical_interp(f_ps,f_buf2_i,f_buf_s,out_pression_level)
993      CALL writefield("ulat"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
994    ENDIF
995   
996    ! geopotential ! FIXME
997    CALL thetarhodz2geopot(f_ps,f_phis,f_theta_rhodz, f_buf_s,f_buf_p,f_buf1_i,f_buf2_i,f_buf_i)
998    CALL writefield("p",f_buf_p)
999    CALL writefield("phi",f_geopot)   ! geopotential
1000    CALL writefield("theta",f_buf1_i) ! potential temperature
1001    CALL writefield("pk",f_buf2_i)    ! Exner pressure
1002 
1003  END SUBROUTINE write_output_fields
1004 
1005  SUBROUTINE thetarhodz2geopot(f_ps,f_phis,f_theta_rhodz, f_pks,f_p,f_theta,f_pk,f_phi) 
1006    USE field_mod
1007    USE pression_mod
1008    USE exner_mod
1009    USE geopotential_mod
1010    USE theta2theta_rhodz_mod
1011    TYPE(t_field), POINTER :: f_ps(:), f_phis(:), f_theta_rhodz(:), &  ! IN
1012         f_pks(:), f_p(:), f_theta(:), f_pk(:), f_phi(:)               ! OUT
1013    REAL(rstd),POINTER :: pk(:,:), p(:,:), theta(:,:), theta_rhodz(:,:), &
1014         phi(:,:), phis(:), ps(:), pks(:)
1015    INTEGER :: ind
1016
1017    DO ind=1,ndomain
1018       IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
1019       CALL swap_dimensions(ind)
1020       CALL swap_geometry(ind)
1021       ps = f_ps(ind)
1022       p  = f_p(ind)
1023       CALL compute_pression(ps,p,0)
1024       pk = f_pk(ind)
1025       pks = f_pks(ind)
1026       CALL compute_exner(ps,p,pks,pk,0)
1027       theta_rhodz = f_theta_rhodz(ind)
1028       theta = f_theta(ind)
1029       CALL compute_theta_rhodz2theta(ps, theta_rhodz,theta,0)
1030       phis = f_phis(ind)
1031       phi = f_phi(ind)
1032       CALL compute_geopotential(phis,pks,pk,theta,phi,0)
1033    END DO
1034
1035  END SUBROUTINE thetarhodz2geopot
1036 
1037  SUBROUTINE Tv2T(f_Tv, f_q, f_T)
1038  USE icosa
1039  IMPLICIT NONE
1040    TYPE(t_field), POINTER :: f_TV(:)
1041    TYPE(t_field), POINTER :: f_q(:)
1042    TYPE(t_field), POINTER :: f_T(:)
1043   
1044    REAL(rstd),POINTER :: Tv(:,:), q(:,:,:), T(:,:)
1045    INTEGER :: ind
1046   
1047    DO ind=1,ndomain
1048       IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
1049       CALL swap_dimensions(ind)
1050       CALL swap_geometry(ind)
1051       Tv=f_Tv(ind)
1052       q=f_q(ind)
1053       T=f_T(ind)
1054       T=Tv/(1+0.608*q(:,:,1))
1055    END DO
1056   
1057  END SUBROUTINE Tv2T
1058 
1059END MODULE caldyn_gcm_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.