!---------------------------------------------------------------------- ! Copyright (c) 2016 SPMODEL Development Group. All rights reserved. !---------------------------------------------------------------------- !表題 wa_integral_mpi_module_supack ! ! spml/wa_integral_mpi_module_supack モジュールは球面上での流体運動を ! 球面調和函数と MPI 並列ライブラリを用いたスペクトル法によって ! 数値計算するための モジュール wa_mpi_module_supack の下部モジュールであり, ! 積分・平均計算のための Fortran90 関数を提供する. ! ! 球面上の 1 層モデル用 w_integral_module_supack モジュールを多層モデル用に ! 拡張したものであり, 同時に複数個のスペクトルデータ, 格子点データに ! 対する変換が行える. ! ! 内部で ISPACK2 の SUPACK の Fortran77 サブルーチンを呼んでいる. ! スペクトルデータおよび格子点データの格納方法や変換の詳しい計算法に ! ついては ISPACK2/SUPACK のマニュアルを参照されたい. ! ! !履歴 2016/03/16 竹広真一 wa_integral_mpi_module_sjpack を supack 化 ! module wa_integral_mpi_module_supack ! ! wa_integral_mpi_module_supack ! ! spml/wa_integral_mpi_module_supack モジュールは球面上での流体運動を ! 球面調和函数と MPI 並列ライブラリを用いたスペクトル法によって ! 数値計算するための モジュール wa_mpi_module_supack の下部モジュールであり, ! 積分・平均計算のための Fortran90 関数を提供する. ! ! 球面上の 1 層モデル用 w_integral_mpi_module_supack モジュールを多層モデル用に ! 拡張したものであり, 同時に複数個のスペクトルデータ, 格子点データに ! 対する変換が行える. ! ! 内部で ISPACK2 の SUPACK の Fortran77 サブルーチンを呼んでいる. ! スペクトルデータおよび格子点データの格納方法や変換の詳しい計算法に ! ついては ISPACK2/SUPACK のマニュアルを参照されたい. ! ! use w_base_mpi_module_supack, only : im, x_Lon_Weight, jc=>jl, v_Lat_Weight use mpi implicit none integer :: ierr private private im public a_IntLonLat_xva ! 緯度経度積分 public va_IntLon_xva, a_IntLon_xa ! 経度積分 public xa_IntLat_xva, a_IntLat_va ! 緯度積分 public a_AvrLonLat_xva ! 緯度経度平均 public va_AvrLon_xva, a_AvrLon_xa ! 経度平均 public xa_AvrLat_xva, a_AvrLat_va ! 緯度平均 contains !--------------- 積分計算 ----------------- function a_IntLonLat_xva(xva_data) ! ! 2 次元緯度経度格子点データの全領域積分(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に x_X_Weight, y_Y_Weight をかけた ! 総和を計算している. ! real(8), intent(in) :: xva_data(:,:,:) !(in) 2 次元経度緯度格子点データの並び(0:im-1,jc,*) real(8) :: a_IntLonLat_xva(size(xva_data,3)) !(out) 積分されたデータの並び(*) a_IntLonLat_xva = a_IntLon_xa(xa_IntLat_xva(xva_data)) end function a_IntLonLat_xva function xa_IntLat_xva(xva_data) ! ! 2 次元緯度経度格子点データの緯度(Y)方向積分(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に y_Y_Weight をかけた総和を計算している. ! real(8), intent(in) :: xva_data(:,:,:) !(in) 2 次元経度緯度格子点データの並び(0:im-1,jc,*) real(8) :: xa_IntLat_xva(0:im-1,size(xva_data,3)) !(out) 積分された 1 次元経度(X)格子点データの並び real(8) :: xa_IntLatTmp(0:im-1,size(xva_data,3)) Integer :: j xa_IntLat_xva = 0 do j=1,jc xa_IntLat_xva = xa_IntLat_xva + xva_data(:,j,:) * v_Lat_Weight(j) enddo xa_IntLatTmp=xa_IntLat_xva CALL MPI_ALLREDUCE(xa_IntLatTMP,xa_IntLat_xva,im*size(xva_data,3),MPI_REAL8, & MPI_SUM,MPI_COMM_WORLD,IERR) end function xa_IntLat_xva function va_IntLon_xva(xva_data) ! ! 2 次元緯度経度格子点データの経度(X)方向積分(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に x_X_Weight をかけた総和を計算している. ! real(8), intent(in) :: xva_data(0:,:,:) !(in) 2 次元経度緯度格子点データの並び(0:im-1,jc,*) real(8) :: va_IntLon_xva(jc,size(xva_data,3)) !(out) 積分された 1 次元緯度(Y)格子点データの並び integer :: i va_IntLon_xva = 0 do i=0,im-1 va_IntLon_xva = va_IntLon_xva + xva_data(i,:,:) * x_Lon_Weight(i) enddo end function va_IntLon_xva function a_IntLon_xa(xa_data) ! 経度積分 ! ! 1 次元経度(X)格子点データの X 方向積分(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に x_X_Weight をかけた総和を計算している. ! real(8), intent(in) :: xa_data(0:,:) !(in) 1 次元経度(X)格子点データの並び(0:im-1,*) real(8) :: a_IntLon_xa(size(xa_data,2)) !(out) 積分値の並び(*) integer :: i a_IntLon_xa = 0.0D0 do i=0,im-1 a_IntLon_xa = a_IntLon_xa + xa_data(i,:) * x_Lon_Weight(i) enddo end function a_IntLon_xa function a_IntLat_va(va_data) ! ! 1 次元緯度(Y)格子点データの Y 方向積分(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に y_Y_Weight をかけた総和を計算している. ! real(8), intent(in) :: va_data(:,:) !(in) 1 次元緯度(Y)格子点データの並び(jc,*) real(8) :: a_IntLat_va(size(va_data,2)) !(out) 積分値の並び(*) real(8) :: a_IntLatTmp(size(va_data,2)) integer :: j a_IntLat_va = 0 do j=1,jc a_IntLat_va = a_IntLat_va + va_data(j,:) * v_Lat_Weight(j) enddo a_IntLatTmp=a_IntLat_va CALL MPI_ALLREDUCE(a_IntLatTMP,a_IntLat_va,size(va_data,2),MPI_REAL8, & MPI_SUM,MPI_COMM_WORLD,IERR) end function a_IntLat_va !--------------- 平均計算 ----------------- function a_AvrLonLat_xva(xva_data) ! ! 2 次元緯度経度格子点データの全領域平均(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に x_X_Weight, y_Y_Weight をかけた ! 総和を計算し, x_X_Weight*y_Y_Weight の総和で割ることで平均している. ! real(8), intent(in) :: xva_data(:,:,:) !(in) 2 次元経度緯度格子点データの並び(0:im-1,jc,*) real(8) :: a_AvrLonLat_xva(size(xva_data,3)) !(out) 平均値の並び(*) a_AvrLonLat_xva = a_AvrLon_xa(xa_AvrLat_xva(xva_data)) end function a_AvrLonLat_xva function xa_AvrLat_xva(xva_data) ! ! 2 次元緯度経度格子点データの緯度(Y)方向平均(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に y_Y_Weight をかけた総和を計算し, ! y_Y_Weight の総和で割ることで平均している. ! real(8), intent(in) :: xva_data(:,:,:) !(in) 2 次元経度緯度格子点データの並び(0:im-1,jc,*) real(8) :: xa_AvrLat_xva(0:im-1,size(xva_data,3)) !(out) 平均された 1 次元経度(X)格子点データの並び(0:im-1,*) real(8) :: Tmp real(8) :: Lat_Weight_Sum Tmp = sum(v_Lat_weight) CALL MPI_ALLREDUCE(TMP,Lat_Weight_Sum,1,MPI_REAL8, & MPI_SUM,MPI_COMM_WORLD,IERR) xa_AvrLat_xva = xa_IntLat_xva(xva_data)/Lat_Weight_Sum end function xa_AvrLat_xva function va_AvrLon_xva(xva_data) ! ! 2 次元緯度経度格子点データの経度(X)方向平均(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に x_X_Weight をかけた総和を計算し, ! x_X_Weight の総和で割ることで平均している. ! real(8), intent(in) :: xva_data(:,:,:) !(in) 2 次元経度緯度格子点データの並び(0:im-1,jc,*) real(8) :: va_AvrLon_xva(jc,size(xva_data,3)) !(out) 平均された 1 次元緯度(Y)格子点の並び(jc,*) va_AvrLon_xva = va_IntLon_xva(xva_data)/sum(x_Lon_Weight) end function va_AvrLon_xva function a_AvrLon_xa(xa_data) ! 経度平均 ! ! 1 次元(X)格子点データの経度(X)方向平均(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に x_X_Weight をかけた総和を計算し, ! x_X_Weight の総和で割ることで平均している. ! real(8), intent(in) :: xa_data(0:,:) !(in) 1 次元経度(X)格子点データの並び(0:im-1,*) real(8) :: a_AvrLon_xa(size(xa_data,2)) !(out) 平均値の並び(*) a_AvrLon_xa = a_IntLon_xa(xa_data)/sum(x_Lon_Weight) end function a_AvrLon_xa function a_AvrLat_va(va_data) ! ! 1 次元(Y)格子点データの緯度(Y)方向平均(多層用). ! ! 実際には格子点データ各点毎に y_Y_Weight をかけた総和を計算し, ! y_Y_Weight の総和で割ることで平均している. ! real(8), intent(in) :: va_data(:,:) !(in) 1 次元緯度格子点データの並び(jc,*) real(8) :: a_AvrLat_va(size(va_data,2)) !(out) 平均値の並び(*) real(8) :: Tmp real(8) :: Lat_Weight_Sum Tmp = sum(v_Lat_weight) CALL MPI_ALLREDUCE(TMP,Lat_Weight_Sum,1,MPI_REAL8, & MPI_SUM,MPI_COMM_WORLD,IERR) a_AvrLat_va = a_IntLat_va(va_data)/Lat_Weight_Sum end function a_AvrLat_va end module wa_integral_mpi_module_supack