| Class | DistSet |
| In: |
env/distset.f90
|
擾乱のデフォルト値を与えるためのルーチン.
| Subroutine : | |
| cfgfile : | character(*), intent(in) |
| pz_VelX(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out) |
暗黙の型宣言禁止
This procedure input/output NAMELIST#disturbenv_VelX .
subroutine distset_VelX(cfgfile, pz_VelX)
! 暗黙の型宣言禁止
implicit none
!変数定義
character(*), intent(in) :: cfgfile
real(8), intent(out) :: pz_VelX(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
character(20) :: Type =""
real(8) :: Umax = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: ZposMin = 0.0d0 !擾乱の Z 座標 [m] (下端)
real(8) :: ZposMax = 0.0d0 !擾乱の Z 座標 [m] (上端)
integer :: i, j, k, b, u
! namelist の定義
NAMELIST /disturbenv_VelX/ Type, Umax, ZposMin, ZposMax
! 値を読み出す
open (10, FILE=cfgfile)
read(10, NML=disturbenv_velx)
close(10)
select case(Type)
case ("Takemi2007")
!
!= 概要
!* case "Takemi2007" での計算時に鉛直シアーのある風を与える時に使用する
!* 風の与え方には, 以下のようなバリエーションがある
! (1) シアーを与える高度を変える
! (2) シアーのある風の最大風速 (U_s) を変える
!
! (1) については, (a) 0 - 2.5 km, (b) 2.5 - 5.0 km, (c) 5.0 - 7.5 km の
! 三パターンがある
! (2) については, Takemi (2007) では熱帯場と中緯度場の温度場毎に
! 異なる値を設定している
!
! その強度(Us)は, 以下の通り
! <熱帯場> (1) 5 m/s, (2) 10 m/s, (3) 15 m/s
! <中緯度場> (1) 10 m/s, (2) 15 m/s, (3) 20 m/s
!
!* シアーの形の模式図 (Takemi, 2007) |
! /| 7.5 km
! / |
! / |
! / ←|
! ｜ /| 5.0 km
! ｜ / |
! ｜/ |
! / ←|
! ｜ /| 2.5 km
! ｜ / |
! ｜/ |
! / ←|
!---------------------------------+------------- 0.0 km
! Us (m/s)
!
! シアーを与える高度を決める
! 傾き始めの高度の格子点 (B) と 傾きの終わりの格子点 (U) で決定
do k = RegZMin+1, DimZMax
if (z_Z(k) <= ZposMin .AND. ZposMin < z_Z(k+1)) then
B = k
end if
if (z_Z(k) <= ZposMax .AND. ZposMax < z_Z(k+1)) then
U = k
end if
end do
! 上記で決めた格子点BからUの間に鉛直シアーのある風を与える
do k = RegZMin+1, U
do i = DimXMin, DimXMax
if (k < B) then
pz_VelX(i,k) = Umax
else
pz_VelX(i,k) = Umax - (Umax / (z_Z(U) - z_Z(B)) * (z_Z(k) - z_Z(B)))
end if
end do
end do
end select
!境界条件
call BoundaryXCyc_pz( pz_VelX )
call BoundaryZSym_pz( pz_VelX )
end subroutine Distset_VelX
| Subroutine : | |
| cfgfile : | character(*), intent(in) |
| xz_Exner(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out) |
This procedure input/output NAMELIST#disturbenv_exner .
subroutine distset_exner(cfgfile, xz_Exner)
! 暗黙の型宣言禁止
implicit none
!変数定義
character(*), intent(in) :: cfgfile
real(8), intent(out) :: xz_Exner(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
character(20) :: Type =""
real(8) :: DelMax = 0.0d0 !擾乱の最大値
real(8) :: XcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: XrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: YcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: YrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: ZcRate= 0.0d0 !擾乱の中心位置(鉛直方向)の領域に対する割合
real(8) :: ZrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(鉛直方向)の領域に対する割合
real(8) :: Xc !擾乱の中心位置(X方向)
real(8) :: Yc !擾乱の中心位置(Y方向)
real(8) :: Zc !擾乱の中心位置(鉛直方向)
real(8) :: Xr !擾乱の半径(X方向)
real(8) :: Yr !擾乱の半径(Y方向)
real(8) :: Zr !擾乱の半径(鉛直方向)
integer :: i, j, k
! NAMELIST ファイルの定義
NAMELIST /disturbenv_exner/ Type, DelMax, XrRate, XcRate, YrRate, YcRate, ZrRate, ZcRate
! namelist の読み込み
open (10, FILE=cfgfile)
read(10, NML=disturbenv_exner)
close(10)
! 位置の決定
! XMax には MPI を含めた全領域が入っている
Xr = minval( x_X, 1, x_X > (XMax - XMin) * XrRate )
Xc = minval( x_X, 1, x_X > (XMax - XMin) * XcRate )
! Yr = minval( y_Y, 1, y_Y > (YMax - YMin) * YrRate )
! Yc = minval( y_Y, 1, y_Y > (YMax - YMin) * YcRate )
Zr = minval( z_Z, 1, z_Z > (ZMax - ZMin) * ZrRate )
Zc = minval( z_Z, 1, z_Z > (ZMax - ZMin) * ZcRate )
! エクスナー関数の設定.
select case (Type)
! 指定された場所に, ガウシアンなエクスナー関数の擾乱を与える.
case ("Gauss")
do k = DimZMin, DimZMax
do i = DimXMin, DimXMax
xz_Exner(i,k) = DelMax * dexp( - ( (x_X(i) - Xc) / Xr )**2.0d0 * 5.0d-1 - ( (z_Z(k) - Zc) / Zr )**2.0d0 * 5.0d-1 )
end do
end do
end select
! 境界条件
call BoundaryXCyc_xz( xz_Exner )
call BoundaryZSym_xz( xz_Exner )
end subroutine distset_exner
| Subroutine : | |
| cfgfile : | character(*), intent(in) |
| xza_MixRt(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax, 1:SpcNum) : | real(8), intent(out) |
暗黙の型宣言禁止
This procedure input/output NAMELIST#disturbenv_mixrt .
subroutine distset_mixrt(cfgfile, xza_MixRt)
! 暗黙の型宣言禁止
implicit none
!変数定義
character(*), intent(in) :: cfgfile
real(8), intent(out) :: xza_MixRt(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax, 1:SpcNum)
character(20) :: Type =""
real(8) :: DelMax = 0.0d0 !擾乱の最大値
real(8) :: XcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: XrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: YcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: YrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: ZcRate= 0.0d0 !擾乱の中心位置(鉛直方向)の領域に対する割合
real(8) :: ZrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(鉛直方向)の領域に対する割合
real(8) :: XposMin = 0.0d0 !
real(8) :: XposMax = 0.0d0 !
real(8) :: ZposMin = 0.0d0 !
real(8) :: ZposMax = 0.0d0 !
real(8) :: Humidity = 0.0d0 !相対湿度
real(8) :: Xc !擾乱の中心位置(X方向)
real(8) :: Yc !擾乱の中心位置(Y方向)
real(8) :: Zc !擾乱の中心位置(鉛直方向)
real(8) :: Xr !擾乱の半径(X方向)
real(8) :: Yr !擾乱の半径(Y方向)
real(8) :: Zr !擾乱の半径(鉛直方向)
integer :: i, j, k, s
real(8) :: MolFrIni(SpcNum)
real(8) :: za_MolFr(DimZMin:DimZMax, SpcNum)
! NAMELIST ファイルの定義
NAMELIST /disturbenv_mixrt/ Type, DelMax, XrRate, XcRate, YrRate, YcRate, ZrRate, ZcRate, XposMin, XposMax, ZposMin, ZposMax, Humidity
! namelist の読み込み
open (10, FILE=cfgfile)
read(10, NML=disturbenv_mixrt)
close(10)
! 位置の決定
! XMax には MPI を含めた全領域が入っている
Xr = minval( x_X, 1, x_X > (XMax - XMin) * XrRate )
Xc = minval( x_X, 1, x_X > (XMax - XMin) * XcRate )
! Yr = minval( y_Y, 1, y_Y > (YMax - YMin) * YrRate )
! Yc = minval( y_Y, 1, y_Y > (YMax - YMin) * YcRate )
Zr = minval( z_Z, 1, z_Z > (ZMax - ZMin) * ZrRate )
Zc = minval( z_Z, 1, z_Z > (ZMax - ZMin) * ZcRate )
! 擾乱の設定
select case (Type)
! 指定された座標を中心としたガウス分布の混合比擾乱を与える.
case ("Gauss")
do k = DimZMin, DimZMax
do i = DimXMin, DimXMax
do s = 1, SpcNum
xza_MixRt(i,:,s) = DelMax * dexp( - ( (x_X(i) - Xc) / Xr )**2.0d0 * 5.0d-1 - ( (z_Z(k) - Zc) / Zr )**2.0d0 * 5.0d-1 )
end do
end do
end do
! XposMin:XposMax,ZposMin:ZposMax で囲まれた領域の初期の湿度をゼロにするために
! 基本場と逆符号の水蒸気擾乱を与える
case ("Dry")
do s = 1, SpcNum
do k = DimZMin,DimZMax
do i = DimXMin,DimXMax
if (z_Z(k) >= ZposMin .AND. z_Z(k) < ZposMax .AND. x_X(i) >= XposMin .AND. x_X(i) < XposMax) then
xza_MixRt(i,k,s) = - xza_MixRtBasicZ(i,k,s)
end if
end do
end do
end do
! 与えられた相対湿度に設定する.
case ("Humidity")
MolFrIni = SpcWetMolFr(1:SpcNum)
! 水平一様なので, i=0 だけ計算.
call ECCM_Wet( MolFrIni, Humidity, xz_TempBasicZ(1,:), xz_PressBasicZ(1,:), za_MolFr )
!気相のモル比を混合比に変換
do s = 1, SpcNum
do k = RegZMin, RegZMax
do i = RegXMin, RegXMax
xza_MixRt(i,k,s) = za_MolFr(k,s) * MolWtWet(s) / MolWtDry - xza_MixRtBasicZ(i,k,s)
end do
end do
end do
end select
! 境界条件
call BoundaryXCyc_xza( xza_MixRt )
call BoundaryZSym_xza( xza_MixRt )
end subroutine distset_mixrt
| Subroutine : | |
| cfgfile : | character(*), intent(in) |
| xz_PotTemp(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) : | real(8), intent(out) |
暗黙の型宣言禁止
This procedure input/output NAMELIST#disturbenv_pottemp .
subroutine distset_pottemp(cfgfile, xz_PotTemp)
! 暗黙の型宣言禁止
implicit none
!変数定義
character(*), intent(in) :: cfgfile
real(8), intent(out) :: xz_PotTemp(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
character(20) :: Type =""
real(8) :: DelMax = 0.0d0 !擾乱の最大値
real(8) :: XcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: XrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: YcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: YrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向)の領域に対する割合
real(8) :: ZcRate= 0.0d0 !擾乱の中心位置(鉛直方向)の領域に対する割合
real(8) :: ZrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(鉛直方向)の領域に対する割合
real(8) :: Zpos = 0.0d0 !擾乱の Z 座標 [m] (Therma-Random 用)
real(8) :: Xc !擾乱の中心位置(X方向)
real(8) :: Yc !擾乱の中心位置(Y方向)
real(8) :: Zc !擾乱の中心位置(鉛直方向)
real(8) :: Xr !擾乱の半径(X方向)
real(8) :: Yr !擾乱の半径(Y方向)
real(8) :: Zr !擾乱の半径(鉛直方向)
real(8) :: Random !ファイルから取得した乱数
real(8) :: beta(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
!擾乱の最大値に対する割合
real(8) :: RandomNum(DimXMin:DimXMax)
real(8) :: RandomNum2(DimXMin:DimXMax)
integer :: i, j, k, n
! NAMELIST ファイルの定義
NAMELIST /disturbenv_pottemp/ Type, DelMax, XrRate, XcRate, YrRate, YcRate, ZrRate, ZcRate, Zpos
! namelist の読み込み
open (10, FILE=cfgfile)
read(10, NML=disturbenv_pottemp)
close(10)
! 位置の決定
! XMax には MPI を含めた全領域が入っている
Xr = minval( x_X, 1, x_X > (XMax - XMin) * XrRate )
Xc = minval( x_X, 1, x_X > (XMax - XMin) * XcRate )
! Yr = minval( y_Y, 1, y_Y > (YMax - YMin) * YrRate )
! Yc = minval( y_Y, 1, y_Y > (YMax - YMin) * YcRate )
Zr = minval( z_Z, 1, z_Z > (ZMax - ZMin) * ZrRate )
Zc = minval( z_Z, 1, z_Z > (ZMax - ZMin) * ZcRate )
! 擾乱のタイプの設定
select case(Type)
! 指定された高度にランダムな擾乱を与える
case ("Random")
! 乱数発生
do i = RegXMin, RegXMax
call random_number(random)
RandomNum(i) = random
end do
! 擾乱が全体としてはゼロとなるように調整. 平均からの差にする.
do i = RegXMin, RegXmax
RandomNum2(i) = RandomNum(i) - sum( RandomNum(RegXMin+1:RegXMax) ) / real(RegXMax - RegXMin, 8)
end do
! 指定された高度に擾乱を置く. DelMax は温度なので, 温位に変換する.
do i = RegXMin, RegXMax
xz_PotTemp(i, maxloc(z_Z, z_Z <= Zpos) - MarginZ - 1) = DelMax * RandomNum2(i) / xz_ExnerBasicZ(i, maxloc(z_Z, z_Z <= Zpos) - MarginZ - 1)
end do
! 指定された座標を中心としたガウス分布の温位擾乱を与える.
case ("Gauss")
do k = DimZMin, DimZMax
do i = DimXMin, DimXMax
xz_PotTemp(i,k) = DelMax * dexp( - ( (x_X(i) - Xc) / Xr )**2.0d0 * 5.0d-1 - ( (z_Z(k) - Zc) / Zr )**2.0d0 * 5.0d-1 ) / xz_ExnerBasicZ(i,k)
end do
end do
! 指定された領域内に温位擾乱を与える (Klemp and Wilhelmson, 1978)
case ("KW1978")
do k = DimZMin, DimZMax
do i = DimXMin, DimXMax
beta(i,k) = ( ( ( x_X(i) - Xc ) / Xr ) ** 2.0d0 + ( ( z_Z(k) - Zc ) / Zr ) ** 2.0d0 ) ** 5.0d-1
end do
end do
where ( beta < 1.0d0 )
xz_PotTemp = DelMax * ( dcos( Pi * 5.0d-1 * beta ) ** 2.0d0 ) / xz_ExnerBasicZ
end where
! Hueso and Sanchez-Lavega を模した設定
case ("HS2001")
i = ( DimXMax - DimXMin - 10) / 2
k = minloc( z_Z, 1, z_Z > 2.5d4 ) - MarginZ
n = int( 5.0d3 / DelZ )
xz_PotTemp(i-n:i,k-n:k) = DelMax
! Skamarock and Klemp (1989) の Cold-bubble 実験
case ("SK1989")
do k = DimZMin, DimZMax
do i = DimXMin, DimXMax
beta(i,k) = sqrt( ( ( x_X(i) - Xc ) / Xr ) ** 2.0d0 + ( ( z_Z(k) - Zc ) / Zr ) ** 2.0d0 )
end do
end do
where ( beta < 1.0d0 )
xz_PotTemp = 0.5d0*DelMax*(cos(pi*beta) + 1.0d0)
end where
end select
! 境界条件
call BoundaryXCyc_xz( xz_PotTemp )
call BoundaryZSym_xz( xz_PotTemp )
end subroutine distset_pottemp