1 | MODULE etat0_ncar_mod |
---|
2 | USE icosa |
---|
3 | PRIVATE |
---|
4 | |
---|
5 | REAL(rstd), PARAMETER :: h0=1. |
---|
6 | REAL(rstd), PARAMETER :: lon0=3*pi/2 |
---|
7 | REAL(rstd), PARAMETER :: lat0=0.0 |
---|
8 | REAL(rstd), PARAMETER :: alpha=0.0 |
---|
9 | REAL(rstd), PARAMETER :: R0 = radius*0.5 |
---|
10 | REAL(rstd), PARAMETER :: lat1=0. |
---|
11 | REAL(rstd), PARAMETER :: lat2=0. |
---|
12 | REAL(rstd), PARAMETER :: lon1=pi/6 |
---|
13 | REAL(rstd), PARAMETER :: lon2=-pi/6 |
---|
14 | REAL(rstd), PARAMETER :: latc1=0. |
---|
15 | REAL(rstd), PARAMETER :: latc2=0. |
---|
16 | REAL(rstd), PARAMETER :: lonc1=5*pi/6 |
---|
17 | REAL(rstd), PARAMETER :: lonc2=7*pi/6 |
---|
18 | REAL(rstd), PARAMETER :: zt=1000.0 |
---|
19 | REAL(rstd), PARAMETER :: rt=radius*0.5 |
---|
20 | REAL(rstd), PARAMETER :: zc=5000.0 |
---|
21 | REAL(rstd), PARAMETER :: ps0=100000.0 |
---|
22 | REAL(rstd), PARAMETER :: T0=300 |
---|
23 | REAL(rstd), PARAMETER :: R_d=287.0 |
---|
24 | |
---|
25 | PUBLIC etat0 |
---|
26 | |
---|
27 | CONTAINS |
---|
28 | |
---|
29 | SUBROUTINE etat0(f_ps,f_phis,f_theta_rhodz,f_u,f_q) |
---|
30 | USE icosa |
---|
31 | IMPLICIT NONE |
---|
32 | TYPE(t_field),POINTER :: f_ps(:) |
---|
33 | TYPE(t_field),POINTER :: f_phis(:) |
---|
34 | TYPE(t_field),POINTER :: f_theta_rhodz(:) |
---|
35 | TYPE(t_field),POINTER :: f_u(:) |
---|
36 | TYPE(t_field),POINTER :: f_q(:) |
---|
37 | |
---|
38 | REAL(rstd),POINTER :: ps(:) |
---|
39 | REAL(rstd),POINTER :: phis(:) |
---|
40 | REAL(rstd),POINTER :: theta_rhodz(:,:) |
---|
41 | REAL(rstd),POINTER :: u(:,:) |
---|
42 | REAL(rstd),POINTER :: q(:,:,:) |
---|
43 | INTEGER :: ind |
---|
44 | |
---|
45 | DO ind=1,ndomain |
---|
46 | CALL swap_dimensions(ind) |
---|
47 | CALL swap_geometry(ind) |
---|
48 | ps=f_ps(ind) |
---|
49 | phis=f_phis(ind) |
---|
50 | theta_rhodz=f_theta_rhodz(ind) |
---|
51 | u=f_u(ind) |
---|
52 | q=f_q(ind) |
---|
53 | CALL compute_etat0_ncar(ps, phis, theta_rhodz, u, q(:,:,1)) |
---|
54 | ENDDO |
---|
55 | |
---|
56 | END SUBROUTINE etat0 |
---|
57 | |
---|
58 | SUBROUTINE compute_etat0_ncar(ps, phis, theta_rhodz, u, q) |
---|
59 | USE icosa |
---|
60 | USE disvert_mod |
---|
61 | USE pression_mod |
---|
62 | USE exner_mod |
---|
63 | USE geopotential_mod |
---|
64 | USE theta2theta_rhodz_mod |
---|
65 | IMPLICIT NONE |
---|
66 | REAL(rstd),INTENT(OUT) :: ps(iim*jjm) |
---|
67 | REAL(rstd),INTENT(OUT) :: phis(iim*jjm) |
---|
68 | REAL(rstd),INTENT(OUT) :: theta_rhodz(iim*jjm,llm) |
---|
69 | REAL(rstd),INTENT(OUT) :: u(3*iim*jjm,llm) |
---|
70 | REAL(rstd),INTENT(OUT) :: q(iim*jjm,llm) |
---|
71 | |
---|
72 | |
---|
73 | REAL(rstd) :: qxt1(iim*jjm,llm) |
---|
74 | REAL(rstd) :: lon, lat |
---|
75 | REAL(rstd) ::dd1,dd2,dd1t1,dd1t2,dd2t1 |
---|
76 | REAL(rstd) :: pr, zr(llm+1), zrl(llm) |
---|
77 | REAL(rstd) :: rr1,rr2,bb,cc,aa,hmx |
---|
78 | REAL(rstd) :: X2(3),X1(3) |
---|
79 | INTEGER :: i,j,n,l |
---|
80 | INTEGER :: testcase |
---|
81 | |
---|
82 | u = 0.0 ; phis = 0 ; theta_rhodz = 0 ; ps = ps0 |
---|
83 | |
---|
84 | DO l=1, llm+1 |
---|
85 | pr = ap(l) + bp(l)*ps0 |
---|
86 | zr(l) = -R_d*T0/g*log(pr/ps0) |
---|
87 | ENDDO |
---|
88 | |
---|
89 | DO l=1, llm |
---|
90 | zrl(l) = 0.5*(zr(l) + zr(l+1)) |
---|
91 | END DO |
---|
92 | |
---|
93 | testcase=5 |
---|
94 | CALL getin('ncar_test_case',testcase) |
---|
95 | |
---|
96 | SELECT CASE(testcase) |
---|
97 | !--------------------------------------------- SINGLE COSINE BELL |
---|
98 | CASE(0) |
---|
99 | CALL cosine_bell_1(q) |
---|
100 | |
---|
101 | CASE(1) |
---|
102 | CALL cosine_bell_2(q) |
---|
103 | |
---|
104 | CASE(2) |
---|
105 | CALL cosine_bell_2(q) |
---|
106 | DO l=1,llm |
---|
107 | q(:,l)= 0.9 - 0.8*q(:,l)*q(:,l) |
---|
108 | END DO |
---|
109 | |
---|
110 | CASE(3) |
---|
111 | CALL slotted_cylinders(q) |
---|
112 | |
---|
113 | CASE(4) |
---|
114 | CALL cosine_bell_2(qxt1) |
---|
115 | DO l = 1,llm |
---|
116 | q(:,l) = 0.9 - 0.8*qxt1(:,l)*qxt1(:,l) |
---|
117 | END DO |
---|
118 | q = q + qxt1 |
---|
119 | CALL slotted_cylinders(qxt1) |
---|
120 | q = q + qxt1 |
---|
121 | q = 1. - q*0.3 |
---|
122 | |
---|
123 | CASE(5) ! hadley like meridional circulation |
---|
124 | CALL hadleyq(q) |
---|
125 | |
---|
126 | CASE DEFAULT |
---|
127 | PRINT*,"no such initial profile" |
---|
128 | STOP |
---|
129 | |
---|
130 | END SELECT |
---|
131 | |
---|
132 | CONTAINS |
---|
133 | |
---|
134 | !====================================================================== |
---|
135 | |
---|
136 | SUBROUTINE cosine_bell_1(hx) |
---|
137 | IMPLICIT NONE |
---|
138 | REAL(rstd) :: hx(iim*jjm,llm) |
---|
139 | |
---|
140 | DO l=1,llm |
---|
141 | DO j=jj_begin-1,jj_end+1 |
---|
142 | DO i=ii_begin-1,ii_end+1 |
---|
143 | n=(j-1)*iim+i |
---|
144 | CALL xyz2lonlat(xyz_i(n,:),lon,lat) |
---|
145 | CALL dist_lonlat(lon0,lat0,lon,lat,rr1) ! GC distance from center |
---|
146 | rr1 = radius*rr1 |
---|
147 | IF ( rr1 .LT. R0 ) then |
---|
148 | hx(n,l)= 0.5*h0*(1+cos(pi*rr1/R0)) |
---|
149 | ELSE |
---|
150 | hx(n,l)=0.0 |
---|
151 | END IF |
---|
152 | END DO |
---|
153 | END DO |
---|
154 | END DO |
---|
155 | |
---|
156 | END SUBROUTINE cosine_bell_1 |
---|
157 | |
---|
158 | !============================================================================== |
---|
159 | |
---|
160 | SUBROUTINE cosine_bell_2(hx) |
---|
161 | IMPLICIT NONE |
---|
162 | REAL(rstd) :: hx(iim*jjm,llm) |
---|
163 | |
---|
164 | DO l=1,llm |
---|
165 | DO j=jj_begin-1,jj_end+1 |
---|
166 | DO i=ii_begin-1,ii_end+1 |
---|
167 | n=(j-1)*iim+i |
---|
168 | CALL xyz2lonlat(xyz_i(n,:),lon,lat) |
---|
169 | CALL dist_lonlat(lonc1,latc1,lon,lat,rr1) ! GC distance from center |
---|
170 | rr1 = radius*rr1 |
---|
171 | CALL dist_lonlat(lonc2,latc2,lon,lat,rr2) ! GC distance from center |
---|
172 | rr2 = radius*rr2 |
---|
173 | dd1t1 = rr1/rt |
---|
174 | dd1t1 = dd1t1*dd1t1 |
---|
175 | dd1t2 = (zrl(l) - zc)/zt |
---|
176 | dd1t2 = dd1t2*dd1t2 |
---|
177 | dd1 = dd1t1 + dd1t2 |
---|
178 | dd1 = Min(1.0,dd1) |
---|
179 | dd2t1 = rr2/rt |
---|
180 | dd2t1 = dd2t1*dd2t1 |
---|
181 | dd2 = dd2t1 + dd1t2 |
---|
182 | dd2 = Min(1.0,dd2) |
---|
183 | hx(n,l)= 0.5*(1. + cos(pi*dd1))+0.5*(1.+cos(pi*dd2)) |
---|
184 | END DO |
---|
185 | END DO |
---|
186 | END DO |
---|
187 | |
---|
188 | END SUBROUTINE cosine_bell_2 |
---|
189 | |
---|
190 | !============================================================================= |
---|
191 | |
---|
192 | SUBROUTINE slotted_cylinders(hx) |
---|
193 | IMPLICIT NONE |
---|
194 | REAL(rstd) :: hx(iim*jjm,llm) |
---|
195 | |
---|
196 | DO l=1,llm |
---|
197 | DO j=jj_begin-1,jj_end+1 |
---|
198 | DO i=ii_begin-1,ii_end+1 |
---|
199 | n=(j-1)*iim+i |
---|
200 | CALL xyz2lonlat(xyz_i(n,:),lon,lat) |
---|
201 | CALL dist_lonlat(lonc1,latc1,lon,lat,rr1) ! GC distance from center |
---|
202 | rr1 = radius*rr1 |
---|
203 | CALL dist_lonlat(lonc2,latc2,lon,lat,rr2) ! GC distance from center |
---|
204 | rr2 = radius*rr2 |
---|
205 | dd1t1 = rr1/rt |
---|
206 | dd1t1 = dd1t1*dd1t1 |
---|
207 | dd1t2 = (zrl(l) - zc)/zt |
---|
208 | dd1t2 = dd1t2*dd1t2 |
---|
209 | dd1 = dd1t1 + dd1t2 |
---|
210 | dd2t1 = rr2/rt |
---|
211 | dd2t1 = dd2t1*dd2t1 |
---|
212 | dd2 = dd2t1 + dd1t2 |
---|
213 | |
---|
214 | IF ( dd1 .LT. 0.5 ) Then |
---|
215 | hx(n,l) = 1.0 |
---|
216 | ELSEIF ( dd2 .LT. 0.5 ) Then |
---|
217 | hx(n,l) = 1.0 |
---|
218 | ELSE |
---|
219 | hx(n,l) = 0.1 |
---|
220 | END IF |
---|
221 | |
---|
222 | IF ( zrl(l) .GT. zc ) Then |
---|
223 | IF ( ABS(latc1 - lat) .LT. 0.125 ) Then |
---|
224 | hx(n,l)= 0.0 |
---|
225 | ENDIF |
---|
226 | ENDIF |
---|
227 | |
---|
228 | ENDDO |
---|
229 | END DO |
---|
230 | END DO |
---|
231 | |
---|
232 | END SUBROUTINE slotted_cylinders |
---|
233 | |
---|
234 | !============================================================================== |
---|
235 | |
---|
236 | SUBROUTINE hadleyq(hx) |
---|
237 | IMPLICIT NONE |
---|
238 | REAL(rstd)::hx(iim*jjm,llm) |
---|
239 | REAL(rstd),PARAMETER:: zz1=3500.,zz2=6500.,zz0=0.5*(zz1+zz2) |
---|
240 | |
---|
241 | DO l=1,llm |
---|
242 | IF ( ( zz1 .LT. zrl(l) ) .and. ( zrl(l) .LT. zz2 ) ) THEN |
---|
243 | hx(:,l) = 0.5*(1. + cos(0.002*pi*(zrl(l)-zz0)/3.)) |
---|
244 | ELSE |
---|
245 | hx(:,l) = 0.0 |
---|
246 | END IF |
---|
247 | END DO |
---|
248 | END SUBROUTINE hadleyq |
---|
249 | |
---|
250 | END SUBROUTINE compute_etat0_ncar |
---|
251 | |
---|
252 | |
---|
253 | END MODULE etat0_ncar_mod |
---|