** TAG CREATION **
[WPS-merge.git] / ungrib / src / rrpr.F
blobe286d811241f4e106a4b7ed70bbb791a3f350335
1 subroutine rrpr(hstart, ntimes, interval, nlvl, maxlvl, plvl, debug_level, out_format, prefix)
2 !                                                                             !
3 ! In case you are wondering, RRPR stands for "Read, ReProcess, and wRite"     !
4 !                                                                             !
5 !*****************************************************************************!
6 !                                                                             !
8   use filelist
9   use gridinfo
10   use storage_module
11   use table
12   use module_debug
13   use misc_definitions_module
14   use stringutil
16   implicit none
18 !------------------------------------------------------------------------------
19 ! Arguments:
21 ! HSTART:  Starting date of times to process 
22   character (LEN=19) :: hstart
24 ! NTIMES:  Number of time periods to process
25   integer :: ntimes
27 ! INTERVAL:  Time inteval (seconds) of time periods to process.
28   integer :: interval
30 ! NLVL:  The number of levels in the stored data.
31   integer :: nlvl
33 ! MAXLVL: The parameterized maximum number of levels to allow.
34   integer :: maxlvl
36 ! PLVL:  Array of pressure levels (Pa) in the dataset
37   real , dimension(maxlvl) :: plvl
39 ! DEBUG_LEVEL:  Integer level of debug printing (from namelist)
40   integer :: debug_level
42 !------------------------------------------------------------------------------
44   character (LEN=25) :: units
45   character (LEN=46) :: Desc
46   real, allocatable, dimension(:,:) :: scr2d, tmp2d
47   real, pointer, dimension(:,:) :: ptr2d
49   integer :: k, kk, mm, n, ierr, ifv
50   integer :: iunit=13
52   character(LEN=19) :: hdate, hend
53   character(LEN=24) :: hdate_output
54   character(LEN=3)  :: out_format
55   character(LEN=MAX_FILENAME_LEN)  :: prefix
56   real :: xfcst, level
57   character(LEN=9) :: field
59   integer :: ntime, idts
61 ! DATELEN:  length of date strings to use for our output file names.
62   integer :: datelen
64 ! Decide the length of date strings to use for output file names.  
65 ! DATELEN is 13 for hours, 16 for minutes, and 19 for seconds.
67   if (mod(interval,3600) == 0) then
68      datelen = 13
69   else if (mod(interval, 60) == 0) then
70      datelen = 16
71   else
72      datelen = 19
73   endif
75   if ( debug_level .gt. 100 ) then
76     call mprintf(.true.,DEBUG,"Begin rrpr")
77     call mprintf(.true.,DEBUG,"nfiles = %i , ntimes = %i )",i1=nfiles,i2=ntimes)
78     do n = 1, nfiles
79       call mprintf(.true.,DEBUG,"filedates(%i) = %s",i1=n,s1=filedates(n))
80     enddo
81   endif
83 ! Compute the ending time:
85   call geth_newdate(hend, hstart, interval*ntimes)
87   call clear_storage
89 ! We want to do something for each of the requested times:
90   TIMELOOP : do ntime = 1, ntimes
91      idts = (ntime-1) * interval
92      call geth_newdate(hdate, hstart, idts)
93      call mprintf(.true.,DEBUG, &
94      "RRPR: hstart = %s , hdate = %s , idts = %i",s1=hstart,s2=hdate,i1=idts)
96 ! Loop over the output file dates, and do stuff if the file date matches
97 ! the requested time we are working on now.
99      FILELOOP : do n = 1, nfiles
100        if ( debug_level .gt. 100 ) then
101          call mprintf(.true.,DEBUG, &
102             "hstart = %s , hend = %s",s1=hstart,s2=hend)
103          call mprintf(.true.,DEBUG, &
104             "filedates(n) = %s",s1=filedates(n))
105          call mprintf(.true.,DEBUG, &
106             "filedates(n) = %s",s1=filedates(n)(1:datelen))
107        end if
108        if (filedates(n)(1:datelen).ne.hdate(1:datelen)) cycle FILELOOP
109        if (debug_level .gt. 50 ) then
110          call mprintf(.true.,INFORM, &
111             "RRPR Processing : %s",s1=filedates(n)(1:datelen))
112        endif
113        open(iunit, file=trim(get_path(prefix))//'PFILE:'//filedates(n)(1:datelen), &
114           form='unformatted',status='old')
116 ! Read the file:
118      rdloop: do 
119         read (iunit, iostat=ierr) ifv
120         if (ierr.ne.0) exit rdloop
121         if ( ifv .eq. 5) then     ! WPS
122           read (iunit) hdate_output, xfcst, map%source, field, units, Desc, &
123                level, map%nx, map%ny, map%igrid
124           hdate = hdate_output(1:19)
125           select case (map%igrid)
126           case (0, 4)
127              read (iunit) map%startloc, map%lat1, map%lon1, map%dy, map%dx, map%r_earth
128           case (3)
129            read (iunit) map%startloc, map%lat1, map%lon1, map%dx, map%dy, map%lov, &
130                 map%truelat1, map%truelat2, map%r_earth
131           case (5)
132              read (iunit) map%startloc, map%lat1, map%lon1, map%dx, map%dy, map%lov, &
133                 map%truelat1, map%r_earth
134           case (1)
135            read (iunit) map%startloc, map%lat1, map%lon1, map%dy, map%dx, &
136                 map%truelat1, map%r_earth
137           case default
138              call mprintf(.true.,ERROR, &
139                 "Unrecognized map%%igrid: %i in RRPR 1",i1=map%igrid)
140           end select
141           read (iunit) map%grid_wind
143         else if ( ifv .eq. 4 ) then          ! SI
144           read (iunit) hdate_output, xfcst, map%source, field, units, desc, level, &
145                 map%nx, map%ny, map%igrid
146           hdate = hdate_output(1:19)
147           select case (map%igrid)
148           case (0, 4)
149              read(iunit) map%startloc, map%lat1, map%lon1, map%dy, map%dx
150           case (3)
151              read (iunit) map%startloc, map%lat1, map%lon1, map%dx, map%dy, &
152                 map%lov, map%truelat1, map%truelat2
153           case (5)
154              read (iunit) map%startloc, map%lat1, map%lon1, map%dx, map%dy, &
155                 map%lov, map%truelat1
156           case default
157              call mprintf(.true.,ERROR, &  
158                 "Unrecognized map%%igrid: %i in RRPR 2",i1=map%igrid)
159           end select
161         else if ( ifv .eq. 3 ) then          ! MM5
162           read(iunit) hdate_output, xfcst, field, units, desc, level,&
163                 map%nx, map%ny, map%igrid
164           hdate = hdate_output(1:19)
165           select case (map%igrid)
166           case (3)      ! lamcon
167             read (iunit) map%lat1, map%lon1, map%dx, map%dy, map%lov, &
168                     map%truelat1, map%truelat2
169            case (5)      ! Polar Stereographic
170               read (iunit) map%lat1, map%lon1, map%dx, map%dy, map%lov, &
171                    map%truelat1
172            case (0, 4)      ! lat/lon
173               read (iunit) map%lat1, map%lon1, map%dy, map%dx
174            case (1)      ! Mercator
175               read (iunit) map%lat1, map%lon1, map%dy, map%dx, map%truelat1
176            case default
177              call mprintf(.true.,ERROR, &  
178                 "Unrecognized map%%igrid: %i in RRPR 3",i1=map%igrid)
179            end select
180         else
181            call mprintf(.true.,ERROR, &
182               "unknown out_format, ifv = %i",i1=ifv)
183         endif
185         allocate(ptr2d(map%nx,map%ny))
186         read (iunit) ptr2d
187         call refw_storage(nint(level), field, ptr2d, map%nx, map%ny)
188         nullify (ptr2d)
189      enddo rdloop
191    write (0,*) 'Name of source model =>',map%source
193 ! We have reached the end of file, so time to close it.
195      close(iunit)
196      if (debug_level .gt. 100 ) call print_storage
198 ! By now the file has been read completely.  Now, see if we need to fill in 
199 ! missing fields:
202 ! Retrieve the number of levels in storage:
204      call get_plvls(plvl, maxlvl, nlvl)
206 ! Fill the surface level (code 200100) from higher 200100s, as necessary
208         do k = 1, nlvl
209            if ((plvl(k).gt.200100) .and. (plvl(k).lt.200200)) then
210            ! We found a level between 200100 and 200200, now find the field
211            ! corresponding to that level.
212               MLOOP : do mm = 1, maxvar
213                  if (is_there(nint(plvl(k)), namvar(mm))) then
214                     INLOOP : do kk = 200101, nint(plvl(k))
215                        if (is_there(kk, namvar(mm))) then
216                           if ( debug_level .gt. 100 ) then
217                             call mprintf(.true.,DEBUG, &
218                "Copying %s at level %i to level 200100.",s1=namvar(mm),i1=kk)
219                           end if
220                           call get_dims(kk, namvar(mm))
221                           allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
222                           call get_storage &
223                                (kk, namvar(mm), scr2d, map%nx, map%ny)
224                           call put_storage &
225                                (200100,namvar(mm), scr2d,map%nx,map%ny)
226                           deallocate(scr2d)
227                           EXIT INLOOP
228                        endif
229                     enddo INLOOP
230                  endif
231               enddo MLOOP
232            endif
233         enddo
236 ! If upper-air U is missing, see if we can interpolate from surrounding levels.
237 ! This is a simple vertical interpolation, linear in pressure.
238 ! Currently, this simply fills in one missing level between two present levels. 
241         do k = 2, nlvl-1, 1
242            if (plvl(k-1) .lt. 200000.) then
243               if ( (.not. is_there(nint(plvl(k)),'UU')) .and. &
244                    ( is_there(nint(plvl(k-1)), 'UU')) .and.&
245                    ( is_there(nint(plvl(k+1)), 'UU')) ) then
246                  call get_dims(nint(plvl(k+1)), 'UU')
247                  call vntrp(plvl, maxlvl, k, "UU      ", map%nx, map%ny)
248               endif
249            endif
250         enddo
253 ! If upper-air V is missing, see if we can interpolate from surrounding levels.
254 ! This is a simple vertical interpolation, linear in pressure.
255 ! Currently, this simply fills in one missing level between two present levels. 
258         do k = 2, nlvl-1, 1
259            if (plvl(k-1) .lt. 200000.) then
260               if ( (.not. is_there(nint(plvl(k)),'VV')) .and. &
261                    ( is_there(nint(plvl(k-1)), 'VV')) .and.&
262                    ( is_there(nint(plvl(k+1)), 'VV')) ) then
263                  call get_dims(nint(plvl(k+1)), 'VV')
264                  call vntrp(plvl, maxlvl, k, "VV      ", map%nx, map%ny)
265               endif
266            endif
267         enddo
270 ! If upper-air SPECHUMD is missing, see if we can compute SPECHUMD from QVAPOR:
271 !--- Tanya's change for initializing WRF with RUC
273         do k = 1, nlvl
274            if (plvl(k).lt.200000.) then
275               if (.not. is_there(nint(plvl(k)), 'SPECHUMD').and. &
276                    is_there(nint(plvl(k)), 'QV')) then
277                  call get_dims(nint(plvl(k)), 'QV')
278                  call compute_spechumd_qvapor(map%nx, map%ny, plvl(k))
279               endif
280            endif
281         enddo
283 !--- Tanya's change for initializing WRF with RUC
284 !   This allows for the ingestion for RUC isentropic data
286         do k = 1, nlvl
287            if (plvl(k).lt.200000.) then
288               if (.not. is_there(nint(plvl(k)), 'TT').and. &
289                    is_there(nint(plvl(k)), 'VPTMP').and. &
290                    is_there(nint(plvl(k)), 'SPECHUMD')) then
291                  call get_dims(nint(plvl(k)), 'VPTMP')
292                  call compute_t_vptmp(map%nx, map%ny, plvl(k))
293               endif
294            endif
295         enddo
298 ! If upper-air T is missing, see if we can interpolate from surrounding levels.
299 ! This is a simple vertical interpolation, linear in pressure.
300 ! Currently, this simply fills in one missing level between two present levels. 
303         do k = 2, nlvl-1, 1
304            if (plvl(k-1) .lt. 200000.) then
305               if ( (.not. is_there(nint(plvl(k)),'TT')) .and. &
306                    ( is_there(nint(plvl(k-1)), 'TT')) .and.&
307                    ( is_there(nint(plvl(k+1)), 'TT')) ) then
308                  call get_dims(nint(plvl(k+1)), 'TT')
309                  call vntrp(plvl, maxlvl, k, "TT      ", map%nx, map%ny)
310               endif
311            endif
312         enddo
315 ! Check to see if we need to fill HGT from GEOPT.
317         do k = 1, nlvl
318            if (plvl(k).lt.200000.) then
319               if (.not. is_there(nint(plvl(k)), 'HGT').and. &
320                    is_there(nint(plvl(k)), 'GEOPT')) then
321                  call get_dims(nint(plvl(k)), 'GEOPT')
322                  allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
323                  call get_storage(nint(plvl(k)), 'GEOPT', scr2d, map%nx, map%ny)
324                  scr2d = scr2d / 9.81
325                  call put_storage(nint(plvl(k)), 'HGT',   scr2d, map%nx, map%ny)
326                  deallocate(scr2d)
327               endif
328            endif
329         enddo
332 ! If upper-air RH is missing, see if we can compute RH from Specific Humidity:
334         do k = 1, nlvl
335            if (plvl(k).lt.200000.) then
336               if (.not. is_there(nint(plvl(k)), 'RH') .and. &
337                    is_there(nint(plvl(k)), 'TT') .and. &
338                    is_there(nint(plvl(k)), 'SPECHUMD')) then
339                  call get_dims(nint(plvl(k)), 'TT')
340                  call compute_rh_spechumd_upa(map%nx, map%ny, plvl(k))
341               endif
342            endif
343         enddo
345 ! If upper-air RH is missing, see if we can compute RH from Vapor Pressure:
346 !   (Thanks to Bob Hart of PSU ESSC -- 1999-05-27.)
348         do k = 1, nlvl
349            if (plvl(k).lt.200000.) then
350               if (.not. is_there(nint(plvl(k)),'RH').and. &
351                    is_there(nint(plvl(k)), 'TT') .and. &
352                    is_there(nint(plvl(k)),'VAPP')) then
353                  call get_dims(nint(plvl(k)),'TT')
354                  call compute_rh_vapp_upa(map%nx, map%ny, plvl(k))
355               endif
356            endif
357         enddo
359 ! If upper-air RH is missing, see if we can compute RH from Dewpoint Depression:
361         do k = 1, nlvl
362            if (plvl(k).lt.200000.) then
363               if (.not. is_there(nint(plvl(k)),'RH').and. &
364                    is_there(nint(plvl(k)), 'TT') .and. &
365                    is_there(nint(plvl(k)),'DEPR')) then
366                  call get_dims(nint(plvl(k)),'TT')
367                  call compute_rh_depr(map%nx, map%ny, plvl(k))
368               endif
369            endif
370         enddo
372 ! If upper-air RH is missing, see if we can interpolate from surrounding levels.
373 ! This is a simple vertical interpolation, linear in pressure.
374 ! Currently, this simply fills in one missing level between two present levels. 
375 ! May expand this in the future to fill in additional levels.  May also expand 
376 ! this in the future to vertically interpolate other variables.
379         do k = 2, nlvl-1, 1
380            if (plvl(k-1) .lt. 200000.) then
381               if ( (.not. is_there(nint(plvl(k)),'RH')) .and. &
382                    ( is_there(nint(plvl(k-1)), 'RH')) .and.&
383                    ( is_there(nint(plvl(k+1)), 'RH')) ) then
384                  call get_dims(nint(plvl(k+1)), 'RH')
385                  call vntrp(plvl, maxlvl, k, "RH      ", map%nx, map%ny)
386               endif
387            endif
388         enddo
390 ! Repair GFS and ECMWF pressure-level RH
391         if (index(map%source,'NCEP GFS') .ne. 0 .or.  &
392             index(map%source,'ECMWF') .ne. 0 ) then
393           call mprintf(.true.,DEBUG, &
394              "RRPR:   Adjusting GFS/ECMWF RH values ")
395           do k = 1, nlvl
396             if ( is_there(nint(plvl(k)),'RH') .and. &
397                  is_there(nint(plvl(k)),'TT') ) then
398               call fix_gfs_rh (map%nx, map%ny, plvl(k))
399             endif
400           enddo
401         endif
403 ! Check to see if we need to fill RH above 300 mb:
405         if (is_there(30000, 'RH')) then
406            call get_dims(30000, 'RH')
407            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
409            do k = 1, nlvl
410 !   Set missing RH to 5% between 300 and 70 hPa. Set RH to 0 above 70 hPa.
411 !   The stratospheric RH will be adjusted further in real.
412               if (plvl(k).le.7000.) then
413                 scr2d = 0.
414               else if (plvl(k).lt.30000.) then
415                 scr2d = 5.
416               endif
417               if (plvl(k).lt.30000. .and. plvl(k) .gt. 10. ) then
418               ! levels higher than .1 mb are special - do not fill
419                  if (.not. is_there(nint(plvl(k)), 'RH')) then
420                     call put_storage(nint(plvl(k)),'RH',scr2d,map%nx,map%ny)
421                     call mprintf(.true.,DEBUG, &
422                  "RRPR:   RH missing at %i hPa, inserting synthetic RH ",i1=nint(plvl(k)/100.))
423                  endif
424               endif
425            enddo
426            deallocate(scr2d)
427         endif
429 ! If surface RH is missing, see if we can compute RH from Specific Humidity 
430 ! or Dewpoint or Dewpoint depression:
432         if (.not. is_there (200100, 'RH')) then
433            if (is_there(200100, 'TT').and. &
434                 is_there(200100, 'PSFC'    )   .and. &
435                 is_there(200100, 'SPECHUMD')) then
436               call get_dims(200100, 'TT')
437               call compute_rh_spechumd(map%nx, map%ny)
438               call mprintf(.true.,DEBUG, &
439                 "RRPR:   SURFACE RH is computed")
440            elseif (is_there(200100, 'TT'       ).and. &
441                 is_there(200100, 'DEWPT')) then
442               call get_dims(200100, 'TT')
443               call compute_rh_dewpt(map%nx, map%ny)
444            elseif (is_there(200100, 'TT').and. &
445                 is_there(200100, 'DEPR')) then
446               call get_dims(200100, 'TT')
447               call compute_rh_depr(map%nx, map%ny, 200100.)
448            endif
449         endif
452 ! If surface SNOW is missing, see if we can compute SNOW from SNOWRUC
453 ! (From Wei Wang, 2007 June 21, modified 12/28/2007)
455         if (.not. is_there(200100, 'SNOW') .and. &
456              is_there(200100, 'SNOWRUC')) then
457            call get_dims(200100, 'SNOWRUC')
458            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
459            call get_storage(200100, 'SNOWRUC', scr2d, map%nx, map%ny)
460            scr2d = scr2d * 1000. 
461            call put_storage(200100, 'SNOW',   scr2d, map%nx, map%ny)
462            deallocate(scr2d)
463         endif
465 ! compute snow water equivalent (SNOW) for NCEP RUC  models
466 ! As of Sept. 14  2011
467         if ( index(map%source,'NCEP RUC Model') .ne. 0) then
468           if (is_there(200100, 'SNOWH') .and. .not. is_there(200100, 'SNOW')) then
469           call get_dims(200100, 'SNOWH')
470           allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
471           call get_storage(200100, 'SNOWH', scr2d, map%nx, map%ny)
472           call mprintf(.true.,DEBUG, &
473              "RRPR:   Computing SNOWH from SNOW")
474             if (is_there(200100, 'RHOSN')) then        ! If we have snow density, use it to compute snowh
475               call get_dims(200100, 'RHOSN')
476               allocate(tmp2d(map%nx,map%ny))
477               call get_storage(200100, 'RHOSN', tmp2d, map%nx, map%ny)
478               scr2d = scr2d * tmp2d
479               deallocate(tmp2d)
480             else
481               scr2d = scr2d * 200.0          ! Assume 200:1 ratio
482             endif
483           call put_storage(200100, 'SNOW', scr2d, map%nx, map%ny)
484           deallocate(scr2d)
485           endif
486         endif
488 ! Add residual soil moisture to SOILM* if initialized from the GSD RUC model or from NCEP RUC
489       if (index(map%source,'NOAA GSD') .ne. 0 .or.    &
490           index(map%source,'NCEP RUC Model') .ne. 0) then
491             if ( .not. is_there(200100, 'SOILM000') .and.& 
492                        is_there(200100, 'SM000ruc') ) then
493            call get_dims(200100, 'SM000ruc')
494              print *,'Adjust RUC soil moisture'
495           call mprintf(.true.,DEBUG, &
496              "RRPR:   Adjusting RUC soil moisture ")
497               call fix_ruc_soilm (map%nx, map%ny)
498             endif
499        endif
502 ! Check to see if we need to fill SOILHGT from SOILGEO.
503 ! (From Wei Wang, 2007 June 21)
505         if (.not. is_there(200100, 'SOILHGT') .and. &
506              is_there(200100, 'SOILGEO')) then
507            call get_dims(200100, 'SOILGEO')
508            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
509            call get_storage(200100, 'SOILGEO', scr2d, map%nx, map%ny)
510            scr2d = scr2d / 9.81
511            call put_storage(200100, 'SOILHGT', scr2d, map%nx, map%ny)
512            deallocate(scr2d)
513         endif
515 ! For hybrid-level input, soilgeo is in level 1 (e.g. ERA40)
516         if (.not. is_there(200100, 'SOILHGT') .and. &
517              is_there(1, 'SOILGEO')) then
518            call get_dims(1, 'SOILGEO')
519            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
520            call get_storage(1, 'SOILGEO', scr2d, map%nx, map%ny)
521            scr2d = scr2d / 9.81
522            call put_storage(200100, 'SOILHGT', scr2d, map%nx, map%ny)
523            deallocate(scr2d)
524         endif
526 ! For NCEP RR (using the same ID as for RUC) native-level input, 
527 ! may need to move PSFC from level 1 to 2001.
528 ! From TGS 8 Sept. 2011
529         if ( index(map%source,'NCEP RUC Model') .ne. 0) then
530         if (.not. is_there(200100, 'PSFC') .and. &
531              is_there(1, 'PRESSURE')) then
532     print *,'Process PSFC for NCEP RR'
533            call get_dims(1, 'PRESSURE')
534            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
535            call get_storage(1, 'PRESSURE', scr2d, map%nx, map%ny)
536            call put_storage(200100, 'PSFC', scr2d, map%nx, map%ny)
537            deallocate(scr2d)
538         endif
539         endif
541 ! For ECMWF hybrid-level input, may need to move psfc from level 1 to 2001.
542         if ( index(map%source,'ECMWF') .ne. 0) then
543         if (.not. is_there(200100, 'PSFC') .and. &
544              is_there(1, 'PSFCH')) then
545            call get_dims(1, 'PSFCH')
546            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
547            call get_storage(1, 'PSFCH', scr2d, map%nx, map%ny)
548            call put_storage(200100, 'PSFC', scr2d, map%nx, map%ny)
549            deallocate(scr2d)
550         endif
551         endif
553 ! ECMWF snow depth in meters of water equivalent (Table 128). Convert to kg/m2 
555         if (is_there(200100, 'SNOW_EC')) then
556            call get_dims(200100, 'SNOW_EC')
557            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
558            call get_storage(200100, 'SNOW_EC', scr2d, map%nx, map%ny)
559            scr2d = scr2d * 1000.
560            call put_storage(200100, 'SNOW', scr2d, map%nx, map%ny)
561            deallocate(scr2d)
562         endif
564 ! Convert the ECMWF LANDSEA mask from a fraction to a flag
566         if ( index(map%source,'ECMWF') .ne. 0) then
567         if (is_there(200100, 'LANDSEA')) then
568            call get_dims(200100, 'LANDSEA')
569            call make_zero_or_one(map%nx, map%ny, 'LANDSEA')
570         endif
571         endif
573 ! NCEP GFS weasd is one-half of the NAM value. Increase it for use in WRF.
574 ! The GFS-based reanalyses values should be OK as is.
575         if ((index(map%source,'NCEP GFS') .ne. 0 .or. &
576             index(map%source,'NCEP GEFS') .ne. 0) .and. &
577             is_there(200100, 'SNOW')) then
578            call mprintf(.true.,DEBUG, &
579               "RRPR:   Recomputing SNOW for NCEP GFS")
580            call get_dims(200100, 'SNOW')
581            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
582            call get_storage(200100, 'SNOW', scr2d, map%nx, map%ny)
583            scr2d = scr2d * 2.
584            call put_storage(200100, 'SNOW', scr2d, map%nx, map%ny)
585            deallocate(scr2d)
586         endif
588 ! compute physical snow depth (SNOWH) for various models
589 ! As of March 2011, this is done here instead of real because we have model
590 ! source information.
591         if (is_there(200100, 'SNOW') .and. .not. is_there(200100, 'SNOWH')) then
592           call get_dims(200100, 'SNOW')
593           allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
594           call get_storage(200100, 'SNOW', scr2d, map%nx, map%ny)
595           call mprintf(.true.,DEBUG, &
596              "RRPR:   Computing SNOWH from SNOW")
597           if ( index(map%source,'NCEP ') .ne. 0) then
598             scr2d = scr2d * 0.005          ! Assume 200:1 ratio as used at NCEP and in NOAH
599           else if (index(map%source,'ECMWF') .ne. 0) then
600             if (is_there(200100, 'SNOW_DEN')) then        ! If we have snow density, use it to compute snowh
601               call get_dims(200100, 'SNOW_DEN')
602               allocate(tmp2d(map%nx,map%ny))
603               call get_storage(200100, 'SNOW_DEN', tmp2d, map%nx, map%ny)
604               scr2d = scr2d / tmp2d 
605               deallocate(tmp2d)
606             else
607               scr2d = scr2d * 0.004     ! otherwise, assume a density of 250 mm/m (i.e. 250:1 ratio).
608             endif
609           else                       ! Other models
610             scr2d = scr2d * 0.005    ! Use real's default method (200:1)
611           endif
612           call put_storage(200100, 'SNOWH', scr2d, map%nx, map%ny)
613           deallocate(scr2d)
614         endif
616 ! As of March 2011, SEAICE can be a flag or a fraction. It will be converted
617 ! to the appropriate values in real depending on whether or not the polar mods are used.
619 !! If we've got a SEAICE field, make sure that it is all Zeros and Ones:
621 !       if (is_there(200100, 'SEAICE')) then
622 !          call get_dims(200100, 'SEAICE')
623 !          call make_zero_or_one(map%nx, map%ny, 'SEAICE')
624 !       endif
626 ! If we've got an ICEMASK field, re-flag it for output to met_em and real:
627 !     Field  | GRIB In  |  Out
628 !    -------------------------
629 !    water   |    0     |  0 
630 !    land    |   -1     |  1
631 !    ice     |    1     |  0
633         if (is_there(200100, 'ICEMASK')) then
634            call get_dims(200100, 'ICEMASK')
635            call re_flag_ice_mask(map%nx, map%ny)
636         endif
638 ! If we have an ICEFRAC field, convert from % to fraction
639         if (is_there(200100, 'ICEFRAC')) then
640            call get_dims(200100, 'ICEFRAC')
641            allocate(scr2d(map%nx,map%ny))
642            call get_storage(200100, 'ICEFRAC', scr2d, map%nx, map%ny)
643            scr2d = scr2d / 100.
644            call put_storage(200100, 'ICEFRAC', scr2d, map%nx, map%ny)
645            deallocate(scr2d)
646         endif
649         call mprintf(.true.,INFORM, &
650            "RRPR: hdate = %s ",s1=hdate)
651         call output(hdate, nlvl, maxlvl, plvl, interval, 2, out_format, prefix, debug_level)
652         call clear_storage
653         exit FILELOOP
654      enddo FILELOOP
655    enddo TIMELOOP
656 end subroutine rrpr
658 subroutine make_zero_or_one(ix, jx, infield)
659 ! Make sure the input field (SEAICE or LANDSEA) is zero or one.
660   use storage_module
661   implicit none
662   integer :: ix, jx
663   real, dimension(ix,jx) :: seaice
664   character(len=*) :: infield
666   call get_storage(200100, infield, seaice, ix, jx)
667   where(seaice > 0.5)
668      seaice = 1.0
669   elsewhere
670      seaice = 0.0
671   end where
672   call put_storage(200100, infield, seaice, ix, jx)
673 end subroutine make_zero_or_one
675 subroutine re_flag_ice_mask(ix, jx)
677 ! Change land points from -1 to 1
678 ! Change ice  points from  1 to 0
679 ! Water       points stay    at 0
681   use storage_module
682   implicit none
683   integer :: ix, jx
684   real, dimension(ix,jx) :: iceflag
686   call get_storage(200100, 'ICEMASK',iceflag, ix, jx)
687   where(iceflag > 0.5)     ! Ice points, set to water value
688      iceflag = 0.0
689   end where
690   where(iceflag < -0.5)    ! Land points
691      iceflag = 1.0
692   end where
693   call put_storage(200100, 'ICEMASK',iceflag, ix, jx)
694 end subroutine re_flag_ice_mask
696 subroutine compute_spechumd_qvapor(ix, jx, plvl)
697 ! Compute specific humidity from water vapor mixing ratio.
698   use storage_module
699   implicit none
700   integer :: ix, jx
701   real :: plvl
702   real, dimension(ix,jx) :: QVAPOR, SPECHUMD
704   call get_storage(nint(plvl), 'QV', QVAPOR, ix, jx)
706   SPECHUMD = QVAPOR/(1.+QVAPOR)
708   call put_storage(nint(plvl), 'SPECHUMD', spechumd, ix, jx)
709  if(nint(plvl).eq.1) then
710   call put_storage(200100,'SPECHUMD', spechumd, ix, jx)
711  endif
713 end subroutine compute_spechumd_qvapor
715 subroutine compute_t_vptmp(ix, jx, plvl)
716 ! Compute temperature from virtual potential temperature
717   use storage_module
718   implicit none
719   integer :: ix, jx
720   real :: plvl
721   real, dimension(ix,jx) :: T, VPTMP, P, Q
723   real, parameter :: rovcp=0.28571
725   call get_storage(nint(plvl), 'VPTMP',  VPTMP, ix, jx)
726   IF (nint(plvl) .LT. 200) THEN
727     call get_storage(nint(plvl), 'PRESSURE',   P, ix, jx)
728   ELSE
729     p = plvl
730   ENDIF
731   call get_storage(nint(plvl), 'SPECHUMD',   Q, ix, jx)
733    t=vptmp * (p*1.e-5)**rovcp * (1./(1.+0.6078*Q))  
735   call put_storage(nint(plvl), 'TT', t, ix, jx)
736        if(nint(plvl).eq.1) then
737   call put_storage(200100, 'PSFC', p, ix, jx) 
738        endif
740 end subroutine compute_t_vptmp
743 subroutine compute_rh_spechumd(ix, jx)
744 ! Compute relative humidity from specific humidity.
745   use storage_module
746   implicit none
747   integer :: ix, jx
748   real, dimension(ix,jx) :: T, P, RH, Q
750   real, parameter :: svp1=611.2
751   real, parameter :: svp2=17.67
752   real, parameter :: svp3=29.65
753   real, parameter :: svpt0=273.15
754   real, parameter :: eps = 0.622
756   call get_storage(200100, 'TT',        T, ix, jx)
757   call get_storage(200100, 'PSFC',     P, ix, jx)
758   call get_storage(200100, 'SPECHUMD', Q, ix, jx)
760   rh = 1.E2 * (p*q/(q*(1.-eps) + eps))/(svp1*exp(svp2*(t-svpt0)/(T-svp3)))
762   call put_storage(200100, 'RH', rh, ix, jx)
764 end subroutine compute_rh_spechumd
766 subroutine compute_rh_spechumd_upa(ix, jx, plvl)
767 ! Compute relative humidity from specific humidity.
768   use storage_module
769   implicit none
770   integer :: ix, jx
771   real :: plvl
772   real, dimension(ix,jx) :: T, P, RH, Q
774   real, parameter :: svp1=611.2
775   real, parameter :: svp2=17.67
776   real, parameter :: svp3=29.65
777   real, parameter :: svpt0=273.15
778   real, parameter :: eps = 0.622
780   IF ( nint(plvl).LT. 200) THEN
781     if (is_there(nint(plvl), 'PRESSURE')) then
782       call get_storage(nint(plvl), 'PRESSURE', P, ix, jx)
783     else
784       return     ! if we don't have pressure on model levels, return
785     endif
786   ELSE
787     P = plvl
788   ENDIF
789   call get_storage(nint(plvl), 'TT',        T, ix, jx)
790   call get_storage(nint(plvl), 'SPECHUMD', Q, ix, jx)
791   Q=MAX(1.E-10,Q)
793   rh = 1.E2 * (p*q/(q*(1.-eps) + eps))/(svp1*exp(svp2*(t-svpt0)/(T-svp3)))
794   
795   call put_storage(nint(plvl), 'RH', rh, ix, jx)
797 end subroutine compute_rh_spechumd_upa
799 subroutine compute_rh_vapp_upa(ix, jx, plvl)
800 ! Compute relative humidity from vapor pressure.
801 ! Thanks to Bob Hart of PSU ESSC -- 1999-05-27.
802   use storage_module
803   implicit none
804   integer :: ix, jx
805   real :: plvl
806   real, dimension(ix,jx) :: P, ES
807   real, pointer, dimension(:,:) :: T, E, RH
809   real, parameter :: svp1=611.2
810   real, parameter :: svp2=17.67
811   real, parameter :: svp3=29.65
812   real, parameter :: svpt0=273.15
814   allocate(RH(ix,jx))
816   IF ( nint(plvl).LT. 200) THEN
817     if (is_there(nint(plvl), 'PRESSURE')) then
818       call get_storage(nint(plvl), 'PRESSURE', P, ix, jx)
819     else
820       return     ! if we don't have pressure on model levels, return
821     endif
822   ELSE
823     P = plvl
824   ENDIF
825   call refr_storage(nint(plvl), 'TT',    T, ix, jx)
826   call refr_storage(nint(plvl), 'VAPP', E, ix, jx)
828   ES=svp1*exp(svp2*(T-svpt0)/(T-svp3))
829   rh=min(1.E2*(P-ES)*E/((P-E)*ES), 1.E2)
831   call refw_storage(nint(plvl), 'RH', rh, ix, jx)
833   nullify(T,E)
835 end subroutine compute_rh_vapp_upa
837 subroutine compute_rh_depr(ix, jx, plvl)
838 ! Compute relative humidity from Dewpoint Depression
839   use storage_module
840   implicit none
841   integer :: ix, jx
842   real :: plvl
843   real, dimension(ix,jx) :: t, depr, rh
845   real, parameter :: Xlv = 2.5e6
846   real, parameter :: Rv = 461.5
848   integer :: i, j
850   call get_storage(nint(plvl), 'TT', T,  ix, jx)
851   call get_storage(nint(plvl), 'DEPR', DEPR, ix, jx)
853   where(DEPR < 100.)
854      rh = exp(Xlv/Rv*(1./T - 1./(T-depr))) * 1.E2
855   elsewhere
856      rh = 0.0
857   endwhere
859   call put_storage(nint(plvl),'RH      ', rh, ix, jx)
861 end subroutine compute_rh_depr
863 subroutine compute_rh_dewpt(ix,jx)
864 ! Compute relative humidity from Dewpoint
865   use storage_module
866   implicit none
867   integer :: ix, jx
868   real, dimension(ix,jx) :: t, dp, rh
870   real, parameter :: Xlv = 2.5e6
871   real, parameter :: Rv = 461.5
873   call get_storage(200100, 'TT      ', T,  ix, jx)
874   call get_storage(200100, 'DEWPT   ', DP, ix, jx)
876   rh = exp(Xlv/Rv*(1./T - 1./dp)) * 1.E2
878   call put_storage(200100,'RH      ', rh, ix, jx)
880 end subroutine compute_rh_dewpt
882 subroutine vntrp(plvl, maxlvl, k, name, ix, jx)
883   use storage_module
884   implicit none
885   integer :: ix, jx, k, maxlvl
886   real, dimension(maxlvl) :: plvl
887   character(len=8) :: name
888   real, dimension(ix,jx) :: a, b, c
889   real :: frc
891   write(*,'("Interpolating to fill in ", A, " at level ", I8)') trim(name), nint(plvl(k))
893   call  get_storage(nint(plvl(k-1)), name, a, ix, jx)
894   call  get_storage(nint(plvl(k+1)), name, c, ix, jx)
896   frc = (plvl(k) - plvl(k+1)) / ( plvl(k-1)-plvl(k+1))
898   b = (1.-frc)*a + frc*c
899 !KWM  b = 0.5 * (a + c)
900   call  put_storage(nint(plvl(k)), name, b, ix, jx)
902 end subroutine vntrp
904 subroutine fix_gfs_rh (ix, jx, plvl)
905 ! This routine replaces GFS RH (wrt ice) with RH wrt liquid (which is what is assumed in real.exe).
906   use storage_module
907   implicit none
908   integer :: ix, jx, i, j
909   real :: plvl, eis, ews, r
910   real, allocatable, dimension(:,:) :: rh, tt
912   allocate(rh(ix,jx))
913   allocate(tt(ix,jx))
914   call get_storage(nint(plvl), 'RH', rh, ix, jx)
915   call get_storage(nint(plvl), 'TT', tt, ix, jx)
916   do j = 1, jx
917   do i = 1, ix
918     if ( tt(i,j) .le. 273.15 ) then
919       ! Murphy and Koop 2005 ice saturation vapor pressure.
920       ! eis and ews in hPA, tt is in K
921       eis = .01 * exp (9.550426 - (5723.265 / tt(i,j)) + (3.53068 * alog(tt(i,j))) &
922          - (0.00728332 * tt(i,j)))
923       ! Bolton 1980 liquid saturation vapor pressure. For water saturation, most 
924       ! formulae are very similar from 0 to -20, so we don't need a more exact formula.
926       ews = 6.112 * exp(17.67 * (tt(i,j)-273.15) / ((tt(i,j)-273.15)+243.5))
927       if ( tt(i,j) .gt. 253.15 ) then
928         ! A linear approximation to the GFS blending region ( -20 > T < 0 )
929         r = ((273.15 - tt(i,j)) / 20.)
930         r = (r * eis) + ((1-r)*ews)
931       else
932         r = eis
933       endif
934       rh(i,j) = rh(i,j) * (r / ews)
935     endif
936   enddo
937   enddo
938   call put_storage(nint(plvl), 'RH', rh, ix, jx)
939   deallocate (rh)
940   deallocate (tt)
941 end subroutine fix_gfs_rh
944 subroutine fix_ruc_soilm (ix, jx)
945 ! This routine adds residual soil moisture if initialized fron RUC
946   use storage_module
947   implicit none
948   integer :: ix, jx, i, j
949   REAL , DIMENSION(100) :: lqmi
950   real, allocatable, dimension(:,:) :: soilm000, soilm005, soilm020, &
951                      soilm040, soilm160, soilm300,soilcat
952   allocate(soilm000(ix,jx))
953   allocate(soilm005(ix,jx))
954   allocate(soilm020(ix,jx))
955   allocate(soilm040(ix,jx))
956   allocate(soilm160(ix,jx))
957   allocate(soilm300(ix,jx))
958   allocate(soilcat(ix,jx))
959   call get_storage(200100, 'SM000ruc', soilm000, ix, jx)
960   call get_storage(200100, 'SM005ruc', soilm005, ix, jx)
961   call get_storage(200100, 'SM020ruc', soilm020, ix, jx)
962   call get_storage(200100, 'SM040ruc', soilm040, ix, jx)
963   call get_storage(200100, 'SM160ruc', soilm160, ix, jx)
964   call get_storage(200100, 'SM300ruc', soilm300, ix, jx)
966   call get_storage(200100, 'SOILCAT', soilcat, ix, jx)
968       lqmi(1:16) = &
969       (/0.045, 0.057, 0.065, 0.067, 0.034, 0.078, 0.10,     &
970         0.089, 0.095, 0.10,  0.070, 0.068, 0.078, 0.0,      &
971         0.004, 0.065 /)
973   do j = 1, jx
974   do i = 1, ix
976          SOILM000(i,j)=SOILM000(i,j) + lqmi(nint(soilcat(i,j)))
977          SOILM005(i,j)=SOILM005(i,j) + lqmi(nint(soilcat(i,j)))
978          SOILM020(i,j)=SOILM020(i,j) + lqmi(nint(soilcat(i,j)))
979          SOILM040(i,j)=SOILM040(i,j) + lqmi(nint(soilcat(i,j)))
980          SOILM160(i,j)=SOILM160(i,j) + lqmi(nint(soilcat(i,j)))
981          SOILM300(i,j)=SOILM300(i,j) + lqmi(nint(soilcat(i,j)))
982   enddo
983   enddo
984   call put_storage(200100, 'SOILM000', soilm000, ix, jx)
985   call put_storage(200100, 'SOILM005', soilm005, ix, jx)
986   call put_storage(200100, 'SOILM020', soilm020, ix, jx)
987   call put_storage(200100, 'SOILM040', soilm040, ix, jx)
988   call put_storage(200100, 'SOILM160', soilm160, ix, jx)
989   call put_storage(200100, 'SOILM300', soilm300, ix, jx)
991  print *,'fix_ruc_soilm is done!'
993   deallocate(soilm000)
994   deallocate(soilm005)
995   deallocate(soilm020)
996   deallocate(soilm040)
997   deallocate(soilm160)
998   deallocate(soilm300)
999   deallocate(soilcat)
1001 end subroutine fix_ruc_soilm