source: codes/icosagcm/trunk/src/caldyn_gcm.f90 @ 199

Last change on this file since 199 was 195, checked in by dubos, 10 years ago

Switched default caldyn_conserv to energy ; fixed make_rundefs.sh
File size: 39.3 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       CALL swap_dimensions(ind)
58       CALL swap_geometry(ind)
59       planetvel=f_planetvel(ind)
60       CALL compute_planetvel(planetvel)
61    END DO
62
63  END SUBROUTINE init_caldyn
64
65  SUBROUTINE allocate_caldyn
66  USE icosa
67  IMPLICIT NONE
68
69    CALL allocate_field(f_out_u,field_u,type_real,llm) 
70    CALL allocate_field(f_qu,field_u,type_real,llm) 
71    CALL allocate_field(f_qv,field_z,type_real,llm) 
72 
73    CALL allocate_field(f_buf_i,   field_t,type_real,llm)
74    CALL allocate_field(f_buf_p,   field_t,type_real,llm+1) 
75    CALL allocate_field(f_buf_u3d, field_t,type_real,3,llm)  ! 3D vel at cell centers
76    CALL allocate_field(f_buf_ulon,field_t,type_real,llm)
77    CALL allocate_field(f_buf_ulat,field_t,type_real,llm)
78    CALL allocate_field(f_buf_v,   field_z,type_real,llm)
79    CALL allocate_field(f_buf_s,   field_t,type_real)
80
81    CALL allocate_field(f_theta, field_t,type_real,llm,  name='theta')   ! potential temperature
82    CALL allocate_field(f_pk,    field_t,type_real,llm,  name='pk')
83    CALL allocate_field(f_geopot,field_t,type_real,llm+1,name='geopot')  ! geopotential
84    CALL allocate_field(f_wwuu,  field_u,type_real,llm+1,name='wwuu')
85    CALL allocate_field(f_planetvel,  field_u,type_real, name='planetvel') ! planetary velocity at r=a
86
87  END SUBROUTINE allocate_caldyn
88
89  SUBROUTINE caldyn_BC(f_phis, f_wflux)
90    USE icosa
91    USE mpipara
92    USE omp_para
93    IMPLICIT NONE
94    TYPE(t_field),POINTER :: f_phis(:)
95    TYPE(t_field),POINTER :: f_wflux(:)
96    REAL(rstd),POINTER  :: phis(:)
97    REAL(rstd),POINTER  :: wflux(:,:)
98    REAL(rstd),POINTER  :: geopot(:,:)
99    REAL(rstd),POINTER  :: wwuu(:,:)
100
101    INTEGER :: ind,i,j,ij,l
102
103    IF (omp_first) THEN
104       DO ind=1,ndomain
105          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
106          CALL swap_dimensions(ind)
107          CALL swap_geometry(ind)
108          geopot=f_geopot(ind)
109          phis=f_phis(ind)
110          wflux=f_wflux(ind)
111          wwuu=f_wwuu(ind)
112         
113          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
114              ! lower BCs : geopot=phis, wflux=0, wwuu=0
115              geopot(ij,1) = phis(ij)
116              wflux(ij,1) = 0.
117              wwuu(ij+u_right,1)=0   
118              wwuu(ij+u_lup,1)=0   
119              wwuu(ij+u_ldown,1)=0
120              ! top BCs : wflux=0, wwuu=0
121              wflux(ij,llm+1)  = 0.
122              wwuu(ij+u_right,llm+1)=0   
123              wwuu(ij+u_lup,llm+1)=0   
124              wwuu(ij+u_ldown,llm+1)=0
125          ENDDO
126       END DO
127    ENDIF
128
129!    !$OMP BARRIER
130  END SUBROUTINE caldyn_BC
131   
132  SUBROUTINE caldyn(write_out,f_phis, f_ps, f_mass, f_theta_rhodz, f_u, f_q, &
133       f_hflux, f_wflux, f_dps, f_dmass, f_dtheta_rhodz, f_du)
134    USE icosa
135    USE disvert_mod, ONLY : caldyn_eta, eta_mass
136    USE vorticity_mod
137    USE kinetic_mod
138    USE theta2theta_rhodz_mod
139    USE wind_mod
140    USE mpipara
141    USE trace
142    USE omp_para
143    USE output_field_mod
144    IMPLICIT NONE
145    LOGICAL,INTENT(IN)    :: write_out
146    TYPE(t_field),POINTER :: f_phis(:)
147    TYPE(t_field),POINTER :: f_ps(:)
148    TYPE(t_field),POINTER :: f_mass(:)
149    TYPE(t_field),POINTER :: f_theta_rhodz(:)
150    TYPE(t_field),POINTER :: f_u(:)
151    TYPE(t_field),POINTER :: f_q(:)
152    TYPE(t_field),POINTER :: f_hflux(:), f_wflux(:)
153    TYPE(t_field),POINTER :: f_dps(:)
154    TYPE(t_field),POINTER :: f_dmass(:)
155    TYPE(t_field),POINTER :: f_dtheta_rhodz(:)
156    TYPE(t_field),POINTER :: f_du(:)
157   
158    REAL(rstd),POINTER :: ps(:), dps(:)
159    REAL(rstd),POINTER :: mass(:,:), theta_rhodz(:,:), dtheta_rhodz(:,:)
160    REAL(rstd),POINTER :: u(:,:), du(:,:), hflux(:,:), wflux(:,:)
161    REAL(rstd),POINTER :: qu(:,:)
162    REAL(rstd),POINTER :: qv(:,:)
163
164! temporary shared variable
165    REAL(rstd),POINTER  :: theta(:,:) 
166    REAL(rstd),POINTER  :: pk(:,:)
167    REAL(rstd),POINTER  :: geopot(:,:)
168    REAL(rstd),POINTER  :: convm(:,:) 
169    REAL(rstd),POINTER  :: wwuu(:,:)
170       
171    INTEGER :: ind
172    LOGICAL,SAVE :: first=.TRUE.
173!$OMP THREADPRIVATE(first)
174   
175    ! MPI messages need to be sent at first call to caldyn
176    ! This is needed only once : the next ones will be sent by timeloop
177    IF (first) THEN
178      first=.FALSE.
179      IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
180         CALL init_message(f_ps,req_i1,req_ps)
181      ELSE
182         CALL init_message(f_mass,req_i1,req_mass)
183      END IF
184      CALL init_message(f_theta_rhodz,req_i1,req_theta_rhodz)
185      CALL init_message(f_u,req_e1_vect,req_u)
186      CALL init_message(f_qu,req_e1_scal,req_qu)
187!      IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
188!         CALL send_message(f_ps,req_ps)
189!         CALL wait_message(req_ps) 
190!      ELSE
191!         CALL send_message(f_mass,req_mass)
192!         CALL wait_message(req_mass) 
193!      END IF
194    ENDIF
195   
196    CALL trace_start("caldyn")
197
198      IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
199         CALL send_message(f_ps,req_ps) 
200         CALL wait_message(req_ps) 
201      ELSE
202         CALL send_message(f_mass,req_mass) 
203         CALL wait_message(req_mass) 
204      END IF
205
206    CALL send_message(f_u,req_u)
207    CALL wait_message(req_u)
208    CALL send_message(f_theta_rhodz,req_theta_rhodz) 
209    CALL wait_message(req_theta_rhodz) 
210   
211!    CALL wait_message(req_u)
212!    CALL wait_message(req_theta_rhodz)
213
214    SELECT CASE(caldyn_conserv)
215    CASE(energy) ! energy-conserving
216       DO ind=1,ndomain
217          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
218          CALL swap_dimensions(ind)
219          CALL swap_geometry(ind)
220          ps=f_ps(ind)
221          u=f_u(ind)
222          theta_rhodz = f_theta_rhodz(ind)
223          mass=f_mass(ind)
224          theta = f_theta(ind)
225          qu=f_qu(ind)
226          qv=f_qv(ind)
227          CALL compute_pvort(ps,u,theta_rhodz, mass,theta,qu,qv)
228       ENDDO
229
230       CALL send_message(f_qu,req_qu)
231       CALL wait_message(req_qu)
232
233       DO ind=1,ndomain
234          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
235          CALL swap_dimensions(ind)
236          CALL swap_geometry(ind)
237          ps=f_ps(ind)
238          u=f_u(ind)
239          theta_rhodz=f_theta_rhodz(ind)
240          mass=f_mass(ind)
241          theta = f_theta(ind)
242          qu=f_qu(ind)
243          pk = f_pk(ind)
244          geopot = f_geopot(ind) 
245          CALL compute_geopot(ps,mass,theta, pk,geopot)
246          hflux=f_hflux(ind)
247          convm = f_dmass(ind)
248          dtheta_rhodz=f_dtheta_rhodz(ind)
249          du=f_du(ind)
250          CALL compute_caldyn_horiz(u,mass,qu,theta,pk,geopot, hflux,convm,dtheta_rhodz,du)
251          IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
252             wflux=f_wflux(ind)
253             wwuu=f_wwuu(ind)
254             dps=f_dps(ind)
255             CALL compute_caldyn_vert(u,theta,mass,convm, wflux,wwuu, dps, dtheta_rhodz, du)
256          END IF
257       ENDDO       
258       
259    CASE(enstrophy) ! enstrophy-conserving
260       DO ind=1,ndomain
261          IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
262          CALL swap_dimensions(ind)
263          CALL swap_geometry(ind)
264          ps=f_ps(ind)
265          u=f_u(ind)
266          theta_rhodz=f_theta_rhodz(ind)
267          mass=f_mass(ind)
268          theta = f_theta(ind)
269          qu=f_qu(ind)
270          qv=f_qv(ind)
271          CALL compute_pvort(ps,u,theta_rhodz, mass,theta,qu,qv)
272          pk = f_pk(ind)
273          geopot = f_geopot(ind) 
274          CALL compute_geopot(ps,mass,theta, pk,geopot)
275          hflux=f_hflux(ind)
276          convm = f_dmass(ind)
277          dtheta_rhodz=f_dtheta_rhodz(ind)
278          du=f_du(ind)
279          CALL compute_caldyn_horiz(u,mass,qu,theta,pk,geopot, hflux,convm,dtheta_rhodz,du)
280          IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
281             wflux=f_wflux(ind)
282             wwuu=f_wwuu(ind)
283             dps=f_dps(ind)
284             CALL compute_caldyn_vert(u,theta,mass,convm, wflux,wwuu, dps, dtheta_rhodz, du)
285          END IF
286       ENDDO
287       
288    CASE DEFAULT
289       STOP
290    END SELECT
291
292!!$OMP BARRIER
293    IF (write_out) THEN
294
295       IF (is_mpi_root) PRINT *,'CALL write_output_fields'
296
297! ---> for openMP test to fix later
298!       CALL write_output_fields(f_ps, f_phis, f_dps, f_u, f_theta_rhodz, f_q, &
299!            f_buf_i, f_buf_v, f_buf_u3d, f_buf_ulon, f_buf_ulat, f_buf_s, f_buf_p)
300       CALL un2ulonlat(f_u, f_buf_ulon, f_buf_ulat)
301       CALL writefield("ulon",f_buf_ulon)
302       CALL writefield("ulat",f_buf_ulat)
303
304       CALL output_field("ps",f_ps)
305       CALL output_field("dps",f_dps)
306       CALL output_field("mass",f_mass)
307       CALL output_field("dmass",f_dmass)
308       CALL output_field("vort",f_qv)
309       CALL output_field("theta",f_theta)
310       CALL output_field("exner",f_pk)
311       CALL output_field("pv",f_qv)
312 
313    END IF
314   
315    !    CALL check_mass_conservation(f_ps,f_dps)
316    CALL trace_end("caldyn")
317!!$OMP BARRIER
318   
319END SUBROUTINE caldyn
320
321SUBROUTINE compute_planetvel(planetvel)
322  USE wind_mod
323  REAL(rstd),INTENT(OUT)  :: planetvel(iim*3*jjm)
324  REAL(rstd) :: ulon(iim*3*jjm)
325  REAL(rstd) :: ulat(iim*3*jjm)
326  REAL(rstd) :: lon,lat
327  INTEGER :: ij
328  DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
329     CALL xyz2lonlat(xyz_e(ij+u_right,:),lon,lat)
330     ulon(ij+u_right)=a*omega*cos(lat)
331     ulat(ij+u_right)=0
332
333     CALL xyz2lonlat(xyz_e(ij+u_lup,:),lon,lat)
334     ulon(ij+u_lup)=a*omega*cos(lat)
335     ulat(ij+u_lup)=0
336
337     CALL xyz2lonlat(xyz_e(ij+u_ldown,:),lon,lat)
338     ulon(ij+u_ldown)=a*omega*cos(lat)
339     ulat(ij+u_ldown)=0
340  END DO
341  CALL compute_wind2D_perp_from_lonlat_compound(ulon, ulat, planetvel)
342END SUBROUTINE compute_planetvel
343   
344SUBROUTINE compute_pvort(ps,u,theta_rhodz, rhodz,theta,qu,qv)
345  USE icosa
346  USE disvert_mod, ONLY : mass_dak, mass_dbk, caldyn_eta, eta_mass
347  USE exner_mod
348  USE trace
349  USE omp_para
350  IMPLICIT NONE
351  REAL(rstd),INTENT(IN)  :: u(iim*3*jjm,llm)
352  REAL(rstd),INTENT(IN)  :: ps(iim*jjm)
353  REAL(rstd),INTENT(IN)  :: theta_rhodz(iim*jjm,llm)
354  REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: rhodz(iim*jjm,llm)
355  REAL(rstd),INTENT(OUT) :: theta(iim*jjm,llm)
356  REAL(rstd),INTENT(OUT) :: qu(iim*3*jjm,llm)
357  REAL(rstd),INTENT(OUT) :: qv(iim*2*jjm,llm)
358 
359  INTEGER :: i,j,ij,l
360  REAL(rstd) :: etav,hv, m
361!  REAL(rstd) :: qv(2*iim*jjm,llm)     ! potential velocity 
362 
363  CALL trace_start("compute_pvort") 
364
365  IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
366!     CALL wait_message(req_ps) 
367  ELSE
368!     CALL wait_message(req_mass)
369  END IF
370!  CALL wait_message(req_theta_rhodz)
371
372  IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN ! Compute mass & theta
373     DO l = ll_begin,ll_end
374!        CALL test_message(req_u)
375!DIR$ SIMD
376        DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
377           m = ( mass_dak(l)+ps(ij)*mass_dbk(l) )/g
378           rhodz(ij,l) = m
379           theta(ij,l) = theta_rhodz(ij,l)/rhodz(ij,l)
380        ENDDO
381     ENDDO
382  ELSE ! Compute only theta
383     DO l = ll_begin,ll_end
384!        CALL test_message(req_u)
385!DIR$ SIMD
386       DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
387         theta(ij,l) = theta_rhodz(ij,l)/rhodz(ij,l)
388       ENDDO
389     ENDDO
390  END IF
391
392!  CALL wait_message(req_u)   
393 
394!!! Compute shallow-water potential vorticity
395  DO l = ll_begin,ll_end
396!DIR$ SIMD
397     DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext
398          etav= 1./Av(ij+z_up)*(  ne_rup        * u(ij+u_rup,l)        * de(ij+u_rup)         &
399                                + ne_left * u(ij+t_rup+u_left,l) * de(ij+t_rup+u_left)  &
400                                - ne_lup        * u(ij+u_lup,l)        * de(ij+u_lup) )                               
401
402          hv =  Riv2(ij,vup)          * rhodz(ij,l)            &
403              + Riv2(ij+t_rup,vldown) * rhodz(ij+t_rup,l)     &
404              + Riv2(ij+t_lup,vrdown) * rhodz(ij+t_lup,l)
405     
406          qv(ij+z_up,l) = ( etav+fv(ij+z_up) )/hv
407         
408          etav = 1./Av(ij+z_down)*(  ne_ldown         * u(ij+u_ldown,l)          * de(ij+u_ldown)          &
409                                   + ne_right * u(ij+t_ldown+u_right,l)  * de(ij+t_ldown+u_right)  &
410                                   - ne_rdown         * u(ij+u_rdown,l)          * de(ij+u_rdown) )
411       
412          hv =  Riv2(ij,vdown)        * rhodz(ij,l)          &
413              + Riv2(ij+t_ldown,vrup) * rhodz(ij+t_ldown,l)  &
414              + Riv2(ij+t_rdown,vlup) * rhodz(ij+t_rdown,l)
415                       
416          qv(ij+z_down,l) =( etav+fv(ij+z_down) )/hv
417
418      ENDDO
419
420!DIR$ SIMD
421      DO ij=ij_begin,ij_end
422         qu(ij+u_right,l) = 0.5*(qv(ij+z_rdown,l)+qv(ij+z_rup,l)) 
423         qu(ij+u_lup,l) = 0.5*(qv(ij+z_up,l)+qv(ij+z_lup,l)) 
424         qu(ij+u_ldown,l) = 0.5*(qv(ij+z_ldown,l)+qv(ij+z_down,l)) 
425      END DO
426     
427   ENDDO
428
429   CALL trace_end("compute_pvort")
430                                                       
431  END SUBROUTINE compute_pvort
432 
433  SUBROUTINE compute_geopot(ps,rhodz,theta, pk,geopot) 
434  USE icosa
435  USE disvert_mod
436  USE exner_mod
437  USE trace
438  USE omp_para
439  IMPLICIT NONE
440    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: ps(iim*jjm)
441    REAL(rstd),INTENT(IN)    :: rhodz(iim*jjm,llm)
442    REAL(rstd),INTENT(IN)    :: theta(iim*jjm,llm)    ! potential temperature
443    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: pk(iim*jjm,llm)       ! Exner function
444    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: geopot(iim*jjm,llm+1) ! geopotential
445   
446    INTEGER :: i,j,ij,l
447    REAL(rstd) :: p_ik, exner_ik
448
449    CALL trace_start("compute_geopot")
450
451    IF(caldyn_eta==eta_mass) THEN
452
453!!! Compute exner function and geopotential
454       DO l = 1,llm
455!         !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
456          !DIR$ SIMD
457          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
458             p_ik = ptop + mass_ak(l) + mass_bk(l)*ps(ij) ! FIXME : leave ps for the moment ; change ps to Ms later
459             !         p_ik = ptop + g*(mass_ak(l)+ mass_bk(l)*ps(i,j))
460             exner_ik = cpp * (p_ik/preff) ** kappa
461             pk(ij,l) = exner_ik
462             ! specific volume v = kappa*theta*pi/p = dphi/g/rhodz
463             geopot(ij,l+1) = geopot(ij,l) + (g*kappa)*rhodz(ij,l)*theta(ij,l)*exner_ik/p_ik
464          ENDDO
465       ENDDO
466
467    ELSE 
468       ! We are using a Lagrangian vertical coordinate
469       ! Pressure must be computed first top-down (temporarily stored in pk)
470       ! Then Exner pressure and geopotential are computed bottom-up
471       ! Notice that the computation below should work also when caldyn_eta=eta_mass         
472
473       IF(boussinesq) THEN ! compute only geopotential : pressure pk will be computed in compute_caldyn_horiz
474          ! specific volume 1 = dphi/g/rhodz
475          DO l = 1,llm
476!             !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
477             !DIR$ SIMD
478             DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
479                geopot(ij,l+1) = geopot(ij,l) + g*rhodz(ij,l)
480             ENDDO
481          ENDDO
482       ELSE ! non-Boussinesq, compute geopotential and Exner pressure
483          ! uppermost layer
484          !DIR$ SIMD
485          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
486             pk(ij,llm) = ptop + (.5*g)*rhodz(ij,llm)
487          END DO
488          ! other layers
489          DO l = llm-1, 1, -1
490
491!          !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
492             !DIR$ SIMD
493             DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
494                pk(ij,l) = pk(ij,l+1) + (.5*g)*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij,l+1))
495             END DO
496          END DO
497          ! surface pressure (for diagnostics)
498          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
499             ps(ij) = pk(ij,1) + (.5*g)*rhodz(ij,1)
500          END DO
501
502          ! specific volume v = kappa*theta*pi/p = dphi/g/rhodz
503          DO l = 1,llm
504
505!             !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
506             !DIR$ SIMD
507             DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
508                p_ik = pk(ij,l)
509                exner_ik = cpp * (p_ik/preff) ** kappa
510                geopot(ij,l+1) = geopot(ij,l) + (g*kappa)*rhodz(ij,l)*theta(ij,l)*exner_ik/p_ik 
511                pk(ij,l) = exner_ik
512             ENDDO
513          ENDDO
514       END IF
515
516    END IF
517
518  CALL trace_end("compute_geopot")
519
520  END SUBROUTINE compute_geopot
521
522  SUBROUTINE compute_caldyn_horiz(u,rhodz,qu,theta,pk,geopot, hflux,convm, dtheta_rhodz, du)
523  USE icosa
524  USE disvert_mod
525  USE exner_mod
526  USE trace
527  USE omp_para
528  IMPLICIT NONE
529    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: u(iim*3*jjm,llm)    ! prognostic "velocity"
530    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: rhodz(iim*jjm,llm)
531    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: qu(iim*3*jjm,llm)
532    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: theta(iim*jjm,llm)  ! potential temperature
533    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: pk(iim*jjm,llm) ! Exner function
534    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: geopot(iim*jjm,llm+1)    ! geopotential
535
536    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: hflux(iim*3*jjm,llm) ! hflux in kg/s
537    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: convm(iim*jjm,llm)  ! mass flux convergence
538    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: dtheta_rhodz(iim*jjm,llm)
539    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: du(iim*3*jjm,llm)
540
541    REAL(rstd) :: cor_NT(iim*jjm,llm)  ! NT coriolis force u.(du/dPhi)
542    REAL(rstd) :: urel(3*iim*jjm,llm)  ! relative velocity
543    REAL(rstd) :: Ftheta(3*iim*jjm,llm) ! theta flux
544    REAL(rstd) :: berni(iim*jjm,llm)  ! Bernoulli function
545   
546    INTEGER :: i,j,ij,l
547    REAL(rstd) :: ww,uu
548
549    CALL trace_start("compute_caldyn_horiz")
550
551!    CALL wait_message(req_theta_rhodz)
552
553  DO l = ll_begin, ll_end
554!!!  Compute mass and theta fluxes
555!    IF (caldyn_conserv==energy) CALL test_message(req_qu)
556!DIR$ SIMD
557    DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
558        hflux(ij+u_right,l)=0.5*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_right,l))*u(ij+u_right,l)*le(ij+u_right)
559        hflux(ij+u_lup,l)=0.5*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_lup,l))*u(ij+u_lup,l)*le(ij+u_lup)
560        hflux(ij+u_ldown,l)=0.5*(rhodz(ij,l)+rhodz(ij+t_ldown,l))*u(ij+u_ldown,l)*le(ij+u_ldown)
561
562        Ftheta(ij+u_right,l)=0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_right,l))*hflux(ij+u_right,l)
563        Ftheta(ij+u_lup,l)=0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_lup,l))*hflux(ij+u_lup,l)
564        Ftheta(ij+u_ldown,l)=0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_ldown,l))*hflux(ij+u_ldown,l)
565    ENDDO
566
567!!! compute horizontal divergence of fluxes
568!DIR$ SIMD
569    DO ij=ij_begin,ij_end         
570        ! convm = -div(mass flux), sign convention as in Ringler et al. 2012, eq. 21
571        convm(ij,l)= -1./Ai(ij)*(ne_right*hflux(ij+u_right,l)   +  &
572                                ne_rup*hflux(ij+u_rup,l)       +  & 
573                                ne_lup*hflux(ij+u_lup,l)       +  & 
574                                ne_left*hflux(ij+u_left,l)     +  & 
575                                ne_ldown*hflux(ij+u_ldown,l)   +  & 
576                                ne_rdown*hflux(ij+u_rdown,l))   
577
578        ! signe ? attention d (rho theta dz)
579        ! dtheta_rhodz =  -div(flux.theta)
580        dtheta_rhodz(ij,l)=-1./Ai(ij)*(ne_right*Ftheta(ij+u_right,l)    +  &
581                                 ne_rup*Ftheta(ij+u_rup,l)        +  & 
582                                 ne_lup*Ftheta(ij+u_lup,l)        +  & 
583                                 ne_left*Ftheta(ij+u_left,l)      +  & 
584                                 ne_ldown*Ftheta(ij+u_ldown,l)    +  & 
585                                 ne_rdown*Ftheta(ij+u_rdown,l))
586    ENDDO
587
588 END DO
589
590!!! Compute potential vorticity (Coriolis) contribution to du
591 
592    SELECT CASE(caldyn_conserv)
593    CASE(energy) ! energy-conserving TRiSK
594
595!       CALL wait_message(req_qu)
596
597        DO l=ll_begin,ll_end
598!DIR$ SIMD
599          DO ij=ij_begin,ij_end         
600   
601                uu = wee(ij+u_right,1,1)*hflux(ij+u_rup,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_rup,l))+                             &
602                     wee(ij+u_right,2,1)*hflux(ij+u_lup,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_lup,l))+                             &
603                     wee(ij+u_right,3,1)*hflux(ij+u_left,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_left,l))+                           &
604                     wee(ij+u_right,4,1)*hflux(ij+u_ldown,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_ldown,l))+                         &
605                     wee(ij+u_right,5,1)*hflux(ij+u_rdown,l)*(qu(ij+u_right,l)+qu(ij+u_rdown,l))+                         & 
606                     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))+         &
607                     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))+         &
608                     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))+         &
609                     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))+             &
610                     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))
611                du(ij+u_right,l) = .5*uu/de(ij+u_right)
612               
613                uu = wee(ij+u_lup,1,1)*hflux(ij+u_left,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_left,l)) +                        &
614                     wee(ij+u_lup,2,1)*hflux(ij+u_ldown,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_ldown,l)) +                      &
615                     wee(ij+u_lup,3,1)*hflux(ij+u_rdown,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_rdown,l)) +                      &
616                     wee(ij+u_lup,4,1)*hflux(ij+u_right,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_right,l)) +                      &
617                     wee(ij+u_lup,5,1)*hflux(ij+u_rup,l)*(qu(ij+u_lup,l)+qu(ij+u_rup,l)) +                          & 
618                     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)) +          &
619                     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)) +              &
620                     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)) +              &
621                     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)) +            &
622                     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))
623                du(ij+u_lup,l) = .5*uu/de(ij+u_lup)
624
625               
626                uu = wee(ij+u_ldown,1,1)*hflux(ij+u_rdown,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_rdown,l)) +                      &
627                     wee(ij+u_ldown,2,1)*hflux(ij+u_right,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_right,l)) +                      &
628                     wee(ij+u_ldown,3,1)*hflux(ij+u_rup,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_rup,l)) +                          &
629                     wee(ij+u_ldown,4,1)*hflux(ij+u_lup,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_lup,l)) +                          &
630                     wee(ij+u_ldown,5,1)*hflux(ij+u_left,l)*(qu(ij+u_ldown,l)+qu(ij+u_left,l)) +                        & 
631                     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)) +          &
632                     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)) +        &
633                     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)) +      &
634                     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)) +      &
635                     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))
636                du(ij+u_ldown,l) = .5*uu/de(ij+u_ldown)
637               
638          ENDDO
639       ENDDO
640       
641    CASE(enstrophy) ! enstrophy-conserving TRiSK
642 
643        DO l=ll_begin,ll_end
644!DIR$ SIMD
645          DO ij=ij_begin,ij_end         
646
647                uu = wee(ij+u_right,1,1)*hflux(ij+u_rup,l)+                           &
648                     wee(ij+u_right,2,1)*hflux(ij+u_lup,l)+                           &
649                     wee(ij+u_right,3,1)*hflux(ij+u_left,l)+                          &
650                     wee(ij+u_right,4,1)*hflux(ij+u_ldown,l)+                         &
651                     wee(ij+u_right,5,1)*hflux(ij+u_rdown,l)+                         & 
652                     wee(ij+u_right,1,2)*hflux(ij+t_right+u_ldown,l)+                 &
653                     wee(ij+u_right,2,2)*hflux(ij+t_right+u_rdown,l)+                 &
654                     wee(ij+u_right,3,2)*hflux(ij+t_right+u_right,l)+                 &
655                     wee(ij+u_right,4,2)*hflux(ij+t_right+u_rup,l)+                   &
656                     wee(ij+u_right,5,2)*hflux(ij+t_right+u_lup,l)
657                du(ij+u_right,l) = qu(ij+u_right,l)*uu/de(ij+u_right)
658               
659               
660                uu = wee(ij+u_lup,1,1)*hflux(ij+u_left,l)+                        &
661                     wee(ij+u_lup,2,1)*hflux(ij+u_ldown,l)+                       &
662                     wee(ij+u_lup,3,1)*hflux(ij+u_rdown,l)+                       &
663                     wee(ij+u_lup,4,1)*hflux(ij+u_right,l)+                       &
664                     wee(ij+u_lup,5,1)*hflux(ij+u_rup,l)+                         & 
665                     wee(ij+u_lup,1,2)*hflux(ij+t_lup+u_right,l)+                 &
666                     wee(ij+u_lup,2,2)*hflux(ij+t_lup+u_rup,l)+                   &
667                     wee(ij+u_lup,3,2)*hflux(ij+t_lup+u_lup,l)+                   &
668                     wee(ij+u_lup,4,2)*hflux(ij+t_lup+u_left,l)+                  &
669                     wee(ij+u_lup,5,2)*hflux(ij+t_lup+u_ldown,l)
670                du(ij+u_lup,l) = qu(ij+u_lup,l)*uu/de(ij+u_lup)
671
672                uu = wee(ij+u_ldown,1,1)*hflux(ij+u_rdown,l)+                      &
673                     wee(ij+u_ldown,2,1)*hflux(ij+u_right,l)+                      &
674                     wee(ij+u_ldown,3,1)*hflux(ij+u_rup,l)+                        &
675                     wee(ij+u_ldown,4,1)*hflux(ij+u_lup,l)+                        &
676                     wee(ij+u_ldown,5,1)*hflux(ij+u_left,l)+                       & 
677                     wee(ij+u_ldown,1,2)*hflux(ij+t_ldown+u_lup,l)+                &
678                     wee(ij+u_ldown,2,2)*hflux(ij+t_ldown+u_left,l)+               &
679                     wee(ij+u_ldown,3,2)*hflux(ij+t_ldown+u_ldown,l)+              &
680                     wee(ij+u_ldown,4,2)*hflux(ij+t_ldown+u_rdown,l)+              &
681                     wee(ij+u_ldown,5,2)*hflux(ij+t_ldown+u_right,l)
682                du(ij+u_ldown,l) = qu(ij+u_ldown,l)*uu/de(ij+u_ldown)
683     
684          ENDDO
685       ENDDO
686       
687    CASE DEFAULT
688       STOP
689    END SELECT
690 
691!!! Compute bernouilli term = Kinetic Energy + geopotential
692    IF(boussinesq) THEN
693       ! first use hydrostatic balance with theta*rhodz to find pk (Lagrange multiplier=pressure)
694       ! uppermost layer
695       !DIR$ SIMD
696       DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
697          pk(ij,llm) = ptop + (.5*g)*theta(ij,llm)*rhodz(ij,llm)
698       END DO
699       ! other layers
700       DO l = llm-1, 1, -1
701!          !$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
702          !DIR$ SIMD
703          DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
704             pk(ij,l) = pk(ij,l+1) + (.5*g)*(theta(ij,l)*rhodz(ij,l)+theta(ij,l+1)*rhodz(ij,l+1))
705          END DO
706       END DO
707       ! surface pressure (for diagnostics) FIXME
708       ! DO ij=ij_begin_ext,ij_end_ext         
709       !   ps(ij) = pk(ij,1) + (.5*g)*theta(ij,1)*rhodz(ij,1)
710       ! END DO
711       ! now pk contains the Lagrange multiplier (pressure)
712
713       DO l=ll_begin,ll_end
714!DIR$ SIMD
715          DO ij=ij_begin,ij_end         
716               
717                berni(ij,l) = pk(ij,l) + &
718                       1/(4*Ai(ij))*(le(ij+u_right)*de(ij+u_right)*u(ij+u_right,l)**2 +    &
719                                     le(ij+u_rup)*de(ij+u_rup)*u(ij+u_rup,l)**2 +          &
720                                     le(ij+u_lup)*de(ij+u_lup)*u(ij+u_lup,l)**2 +          &
721                                     le(ij+u_left)*de(ij+u_left)*u(ij+u_left,l)**2 +       &
722                                     le(ij+u_ldown)*de(ij+u_ldown)*u(ij+u_ldown,l)**2 +    &
723                                     le(ij+u_rdown)*de(ij+u_rdown)*u(ij+u_rdown,l)**2 ) 
724                ! from now on pk contains the vertically-averaged geopotential
725                pk(ij,l) = .5*(geopot(ij,l)+geopot(ij,l+1))
726          ENDDO
727       ENDDO
728
729    ELSE ! compressible
730
731       DO l=ll_begin,ll_end
732!DIR$ SIMD
733            DO ij=ij_begin,ij_end         
734               
735                berni(ij,l) = .5*(geopot(ij,l)+geopot(ij,l+1)) &
736                     + 1/(4*Ai(ij))*(le(ij+u_right)*de(ij+u_right)*u(ij+u_right,l)**2 +    &
737                                     le(ij+u_rup)*de(ij+u_rup)*u(ij+u_rup,l)**2 +          &
738                                     le(ij+u_lup)*de(ij+u_lup)*u(ij+u_lup,l)**2 +          &
739                                     le(ij+u_left)*de(ij+u_left)*u(ij+u_left,l)**2 +       &
740                                     le(ij+u_ldown)*de(ij+u_ldown)*u(ij+u_ldown,l)**2 +    &
741                                     le(ij+u_rdown)*de(ij+u_rdown)*u(ij+u_rdown,l)**2 ) 
742          ENDDO
743       ENDDO
744
745    END IF ! Boussinesq/compressible
746
747!!! Add gradients of Bernoulli and Exner functions to du
748    DO l=ll_begin,ll_end
749!DIR$ SIMD
750       DO ij=ij_begin,ij_end         
751       
752             du(ij+u_right,l) = du(ij+u_right,l) + 1/de(ij+u_right) * (             &
753                               0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_right,l))                &
754                                  *( ne_right*pk(ij,l)+ne_left*pk(ij+t_right,l))    &
755                                   + ne_right*berni(ij,l)+ne_left*berni(ij+t_right,l) )
756       
757       
758             du(ij+u_lup,l) = du(ij+u_lup,l) +  1/de(ij+u_lup) * (                  &
759                               0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_lup,l))                  &
760                                  *( ne_lup*pk(ij,l)+ne_rdown*pk(ij+t_lup,l))       &
761                                   + ne_lup*berni(ij,l)+ne_rdown*berni(ij+t_lup,l) )
762               
763             du(ij+u_ldown,l) = du(ij+u_ldown,l) + 1/de(ij+u_ldown) * (             &
764                               0.5*(theta(ij,l)+theta(ij+t_ldown,l))                &
765                                  *( ne_ldown*pk(ij,l)+ne_rup*pk(ij+t_ldown,l))     &
766                                   + ne_ldown*berni(ij,l)+ne_rup*berni(ij+t_ldown,l) )
767
768       ENDDO
769    ENDDO
770 
771    CALL trace_end("compute_caldyn_horiz")
772
773END SUBROUTINE compute_caldyn_horiz
774
775SUBROUTINE compute_caldyn_vert(u,theta,rhodz,convm, wflux,wwuu, dps,dtheta_rhodz,du)
776  USE icosa
777  USE disvert_mod
778  USE exner_mod
779  USE trace
780  USE omp_para
781  IMPLICIT NONE
782    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: u(iim*3*jjm,llm)
783    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: theta(iim*jjm,llm)
784    REAL(rstd),INTENT(IN)  :: rhodz(iim*jjm,llm)
785    REAL(rstd),INTENT(INOUT)  :: convm(iim*jjm,llm)  ! mass flux convergence
786
787    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: wflux(iim*jjm,llm+1) ! vertical mass flux (kg/m2/s)
788    REAL(rstd),INTENT(INOUT) :: wwuu(iim*3*jjm,llm+1)
789    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: du(iim*3*jjm,llm)
790    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: dtheta_rhodz(iim*jjm,llm)
791    REAL(rstd),INTENT(OUT) :: dps(iim*jjm)
792
793! temporary variable   
794    INTEGER :: i,j,ij,l
795    REAL(rstd) :: p_ik, exner_ik
796
797!    REAL(rstd) :: wwuu(iim*3*jjm,llm+1) ! tmp var, don't know why but gain 30% on the whole code in opemp
798                                        ! need to be understood
799
800!    wwuu=wwuu_out
801  CALL trace_start("compute_caldyn_vert")
802
803!!$OMP BARRIER   
804!!! cumulate mass flux convergence from top to bottom
805  DO  l = llm-1, 1, -1
806!    IF (caldyn_conserv==energy) CALL test_message(req_qu)
807
808!!$OMP DO SCHEDULE(STATIC)
809!DIR$ SIMD
810    DO ij=ij_begin,ij_end         
811        convm(ij,l) = convm(ij,l) + convm(ij,l+1)
812    ENDDO
813  ENDDO
814
815! IMPLICIT FLUSH on convm
816!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
817
818! compute dps
819  IF (omp_first) THEN
820!DIR$ SIMD
821     DO ij=ij_begin,ij_end         
822        ! dps/dt = -int(div flux)dz
823        dps(ij) = convm(ij,1) * g 
824    ENDDO
825  ENDIF
826 
827!!! Compute vertical mass flux (l=1,llm+1 done by caldyn_BC)
828  DO l=ll_beginp1,ll_end
829!    IF (caldyn_conserv==energy) CALL test_message(req_qu)
830!DIR$ SIMD
831      DO ij=ij_begin,ij_end         
832        ! w = int(z,ztop,div(flux)dz) + B(eta)dps/dt
833        ! => w>0 for upward transport
834        wflux( ij, l ) = bp(l) * convm( ij, 1 ) - convm( ij, l ) 
835    ENDDO
836  ENDDO
837
838  DO l=ll_begin,ll_endm1
839!DIR$ SIMD
840     DO ij=ij_begin,ij_end         
841        dtheta_rhodz(ij, l ) = dtheta_rhodz(ij, l )  -   0.5 * (  wflux(ij,l+1) * (theta(ij,l) + theta(ij,l+1)))
842    ENDDO
843  ENDDO
844 
845  DO l=ll_beginp1,ll_end
846!DIR$ SIMD
847      DO ij=ij_begin,ij_end         
848        dtheta_rhodz(ij, l ) = dtheta_rhodz(ij, l )  +   0.5 * ( wflux(ij,l  ) * (theta(ij,l-1) + theta(ij,l) ) )
849    ENDDO
850  ENDDO
851 
852! Compute vertical transport
853  DO l=ll_beginp1,ll_end
854!DIR$ SIMD
855      DO ij=ij_begin,ij_end         
856        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))
857        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))
858        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))
859     ENDDO
860   ENDDO
861
862 !--> flush wwuu 
863 ! !$OMP BARRIER
864
865! Add vertical transport to du
866  DO l=ll_begin,ll_end
867!DIR$ SIMD
868     DO ij=ij_begin,ij_end         
869        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))
870        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))
871        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))
872    ENDDO
873  ENDDO     
874
875!  DO l=ll_beginp1,ll_end
876!!DIR$ SIMD
877!      DO ij=ij_begin,ij_end         
878!        wwuu_out(ij+u_right,l) = wwuu(ij+u_right,l)
879!        wwuu_out(ij+u_lup,l)   = wwuu(ij+u_lup,l)
880!        wwuu_out(ij+u_ldown,l) = wwuu(ij+u_ldown,l)
881!     ENDDO
882!   ENDDO
883 
884  CALL trace_end("compute_caldyn_vert")
885
886  END SUBROUTINE compute_caldyn_vert
887
888!-------------------------------- Diagnostics ----------------------------
889
890  SUBROUTINE check_mass_conservation(f_ps,f_dps)
891  USE icosa
892  USE mpipara
893  IMPLICIT NONE
894    TYPE(t_field),POINTER :: f_ps(:)
895    TYPE(t_field),POINTER :: f_dps(:)
896    REAL(rstd),POINTER :: ps(:)
897    REAL(rstd),POINTER :: dps(:)
898    REAL(rstd) :: mass_tot,dmass_tot
899    INTEGER :: ind,i,j,ij
900   
901    mass_tot=0
902    dmass_tot=0
903   
904    CALL transfert_request(f_dps,req_i1)
905    CALL transfert_request(f_ps,req_i1)
906
907    DO ind=1,ndomain
908      CALL swap_dimensions(ind)
909      CALL swap_geometry(ind)
910
911      ps=f_ps(ind)
912      dps=f_dps(ind)
913
914      DO j=jj_begin,jj_end
915        DO i=ii_begin,ii_end
916          ij=(j-1)*iim+i
917          IF (domain(ind)%own(i,j)) THEN
918            mass_tot=mass_tot+ps(ij)*Ai(ij)/g
919            dmass_tot=dmass_tot+dps(ij)*Ai(ij)/g
920          ENDIF
921        ENDDO
922      ENDDO
923   
924    ENDDO
925    IF (is_mpi_root) PRINT*, "mass_tot ", mass_tot,"      dmass_tot ",dmass_tot       
926
927  END SUBROUTINE check_mass_conservation 
928 
929  SUBROUTINE write_output_fields(f_ps, f_phis, f_dps, f_u, f_theta_rhodz, f_q, &
930       f_buf_i, f_buf_v, f_buf_i3, f_buf1_i, f_buf2_i, f_buf_s, f_buf_p)
931    USE icosa
932    USE vorticity_mod
933    USE theta2theta_rhodz_mod
934    USE pression_mod
935    USE omega_mod
936    USE write_field
937    USE vertical_interp_mod
938    USE wind_mod
939    TYPE(t_field),POINTER :: f_ps(:), f_phis(:), f_u(:), f_theta_rhodz(:), f_q(:), f_dps(:), &
940         f_buf_i(:), f_buf_v(:), f_buf_i3(:), f_buf1_i(:), f_buf2_i(:), f_buf_s(:), f_buf_p(:)
941   
942    REAL(rstd) :: out_pression_lev
943    CHARACTER(LEN=255) :: str_pression
944    CHARACTER(LEN=255) :: physics_type
945   
946    out_pression_level=0
947    CALL getin("out_pression_level",out_pression_level) 
948    WRITE(str_pression,*) INT(out_pression_level/100)
949    str_pression=ADJUSTL(str_pression)
950   
951    CALL writefield("ps",f_ps)
952    CALL writefield("dps",f_dps)
953    CALL writefield("phis",f_phis)
954    CALL vorticity(f_u,f_buf_v)
955    CALL writefield("vort",f_buf_v)
956
957    CALL w_omega(f_ps, f_u, f_buf_i)
958    CALL writefield('omega', f_buf_i)
959    IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
960      CALL vertical_interp(f_ps,f_buf_i,f_buf_s,out_pression_level)
961      CALL writefield("omega"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
962    ENDIF
963   
964    ! Temperature
965!    CALL theta_rhodz2temperature(f_ps,f_theta_rhodz,f_buf_i) ; ! FIXME
966     
967    CALL getin('physics',physics_type)
968    IF (TRIM(physics_type)=='dcmip') THEN
969      CALL Tv2T(f_buf_i,f_q,f_buf1_i) 
970      CALL writefield("T",f_buf1_i)
971      IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
972        CALL vertical_interp(f_ps,f_buf1_i,f_buf_s,out_pression_level)
973        CALL writefield("T"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
974      ENDIF
975    ELSE
976      CALL writefield("T",f_buf_i)
977      IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
978        CALL vertical_interp(f_ps,f_buf_i,f_buf_s,out_pression_level)
979        CALL writefield("T"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
980      ENDIF
981    ENDIF
982   
983    ! velocity components
984    CALL un2ulonlat(f_u, f_buf1_i, f_buf2_i)
985    CALL writefield("ulon",f_buf1_i)
986    CALL writefield("ulat",f_buf2_i)
987
988    IF (out_pression_level<=preff .AND. out_pression_level > 0) THEN
989      CALL vertical_interp(f_ps,f_buf1_i,f_buf_s,out_pression_level)
990      CALL writefield("ulon"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
991      CALL vertical_interp(f_ps,f_buf2_i,f_buf_s,out_pression_level)
992      CALL writefield("ulat"//TRIM(str_pression),f_buf_s)
993    ENDIF
994   
995    ! geopotential ! FIXME
996    CALL thetarhodz2geopot(f_ps,f_phis,f_theta_rhodz, f_buf_s,f_buf_p,f_buf1_i,f_buf2_i,f_buf_i)
997    CALL writefield("p",f_buf_p)
998    CALL writefield("phi",f_geopot)   ! geopotential
999    CALL writefield("theta",f_buf1_i) ! potential temperature
1000    CALL writefield("pk",f_buf2_i)    ! Exner pressure
1001 
1002  END SUBROUTINE write_output_fields
1003 
1004  SUBROUTINE thetarhodz2geopot(f_ps,f_phis,f_theta_rhodz, f_pks,f_p,f_theta,f_pk,f_phi) 
1005    USE field_mod
1006    USE pression_mod
1007    USE exner_mod
1008    USE geopotential_mod
1009    USE theta2theta_rhodz_mod
1010    TYPE(t_field), POINTER :: f_ps(:), f_phis(:), f_theta_rhodz(:), &  ! IN
1011         f_pks(:), f_p(:), f_theta(:), f_pk(:), f_phi(:)               ! OUT
1012    REAL(rstd),POINTER :: pk(:,:), p(:,:), theta(:,:), theta_rhodz(:,:), &
1013         phi(:,:), phis(:), ps(:), pks(:)
1014    INTEGER :: ind
1015
1016    DO ind=1,ndomain
1017       IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
1018       CALL swap_dimensions(ind)
1019       CALL swap_geometry(ind)
1020       ps = f_ps(ind)
1021       p  = f_p(ind)
1022       CALL compute_pression(ps,p,0)
1023       pk = f_pk(ind)
1024       pks = f_pks(ind)
1025       CALL compute_exner(ps,p,pks,pk,0)
1026       theta_rhodz = f_theta_rhodz(ind)
1027       theta = f_theta(ind)
1028       CALL compute_theta_rhodz2theta(ps, theta_rhodz,theta,0)
1029       phis = f_phis(ind)
1030       phi = f_phi(ind)
1031       CALL compute_geopotential(phis,pks,pk,theta,phi,0)
1032    END DO
1033
1034  END SUBROUTINE thetarhodz2geopot
1035 
1036  SUBROUTINE Tv2T(f_Tv, f_q, f_T)
1037  USE icosa
1038  IMPLICIT NONE
1039    TYPE(t_field), POINTER :: f_TV(:)
1040    TYPE(t_field), POINTER :: f_q(:)
1041    TYPE(t_field), POINTER :: f_T(:)
1042   
1043    REAL(rstd),POINTER :: Tv(:,:), q(:,:,:), T(:,:)
1044    INTEGER :: ind
1045   
1046    DO ind=1,ndomain
1047       IF (.NOT. assigned_domain(ind)) CYCLE
1048       CALL swap_dimensions(ind)
1049       CALL swap_geometry(ind)
1050       Tv=f_Tv(ind)
1051       q=f_q(ind)
1052       T=f_T(ind)
1053       T=Tv/(1+0.608*q(:,:,1))
1054    END DO
1055   
1056  END SUBROUTINE Tv2T
1057 
1058END MODULE caldyn_gcm_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.