Class dyn_as83
In: dynamics/dyn_as83.f90

力学コア (Arakawa and Suarez (1983))

Dynamical Core (Arakawa and Suarez (1983))

Note that Japanese and English are described in parallel.

力学コアモジュールです. 鉛直離散化には以下の手法を用いています.

This is a dynamical core module. Used vertical discretization method is as follows.

  • Arakawa and Suarez (1983)

Procedures List

Create :DYNAS83 型変数の初期設定
Close :DYNAS83 型変数の終了処理
PutLine :DYNAS83 型変数に格納されている情報の印字
initialized :DYNAS83 型変数が初期設定されているか否か
GetAxes :DYNAS83 型変数に格納されている座標値の取得
NonLinearOnGrid :非線形項 (非重力波項) の格子点上での計算
TimeIntegration :時間積分の実行
———— :————
Create :Constructor of "DYNAS83"
Close :Deconstructor of "DYNAS83"
PutLine :Print information of "DYNAS83"
initialized :Check initialization of "DYNAS83"
GetAxes :Get data of axes in "DYNAS83"
NonLinearOnGrid :Calculate non-linear terms (non gravitational terms) on grid points
TimeIntegration :Execute time integration

Usage

始めに, DYNAS83 型の変数を定義し, Create で初期設定します. 非線形項 (非重力波項) の格子点上での計算を行う場合には NonLinearOnGrid を使用してください. 時間積分を行う際には TimeIntegration を使用してください. DYNAS83 型の変数の終了処理には Close を用います. 座標値が必要となる場合には, GetAxes を用いて 座標値を取得してください.

First, initialize "DYNAS83" by Create. Use NonLinearOnGrid for calculation of non-linear terms (non gravitational terms) on grid points. Use TimeIntegration for time integration. In order to terminate "DYNAS83", use Close. If you need data of axes, get that by GetAxes.

References

  • Arakawa, A., Suarez, M. J., 1983: Vertical differencing of the primitive equations in sigma coordinates. Mon. Wea. Rev., 111, 34--35.

Methods

Included Modules

dc_types dyn_matrix dc_message dc_trace dc_present dc_error dcpam_error dc_date dc_string dc_iounit

Attributes

Derived_Types  []  DYNAS83

Public Instance methods

Close( dyn_as, [err] )
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

DYNAS83 型の変数の終了処理を行います. なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

Deconstructor of "DYNAS83". Note that if dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

Alias for DynAS83Close

Create( dyn_as, nmax, imax, jmax, kmax, PI, RPlanet, Grav, Omega, Cp, RAir, EpsVT, EFoldTime, DelTime, xy_Cori, nmo, wz_rn, wz_DiffVorDiv, wz_DiffTherm, [r_SigmaSet], [w_Phis], [nmlfile], [err] )
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
nmax :integer, intent(in)
: 最大全波数. Maximum truncated wavenumber
imax :integer, intent(in)
: 経度格子点数. Number of grid points in longitude
jmax :integer, intent(in)
: 緯度格子点数. Number of grid points in latitude
kmax :integer, intent(in)
: 鉛直層数. Number of vertical level
PI :real(DP), intent(in)
: π . 円周率. Circular constant
RPlanet :real(DP), intent(in)
: a . 惑星半径. Radius of planet
Grav :real(DP), intent(in)
: g . 重力加速度. Gravitational acceleration
Omega :real(DP), intent(in)
: Ω . 回転角速度. Angular velocity
Cp :real(DP), intent(in)
: Cp . 大気定圧比熱. Specific heat of air at constant pressure
RAir :real(DP), intent(in)
: R . 大気気体定数. Gas constant of air
EpsVT :real(DP), intent(in)
: 1/εv-1 .
EFoldTime :real(DP), intent(in)
: 最大波数に対する e-folding time. E-folding time for maximum wavenumber
DelTime :real(DP), intent(in)
: Δt . タイムステップ. Time step
xy_Cori(0:imax-1, 0:jmax-1) :real(DP), intent(in)
: f2Ωsinϕ . コリオリパラメータ. Coriolis parameter
nmo(1:2, 0:nmax, 0:nmax) :integer, intent(in)
: スペクトルの添字順番. Spectral subscript expression
wz_rn((nmax+1)**2, 0:kmax-1) :real(DP), intent(in)
: -n×(n+1) . ラプラシアンの係数. Laplacian coefficient
wz_DiffVorDiv((nmax+1)**2, 0:kmax-1) :real(DP), intent(in)
: -KHD[(-1)ND/2ND-(2/a2)ND/2] . 運動量水平拡散係数. Coefficient of horizontal momentum diffusion
wz_DiffTherm((nmax+1)**2, 0:kmax-1) :real(DP), intent(in)
: -(-1)ND/2KHDND . 熱, 水水平拡散係数. Coefficient of horizontal thermal and water diffusion
r_SigmaSet(:) :real(DP), intent(in), optional
: デフォルトでは, kmax の値に応じ, 自動的に σ レベル (半整数) は設定される (kmax がある特定の値のみ). σ レベル (半整数). を明示的に設定する必要がある場合, この引数を与える.

By default, half σ level is specified automatically according to the value of kmax (only the value is same as particular values). If the half σ level is specified manually, give this argument.

w_Phis((nmax+1)**2) :real(DP), intent(in), optional
: Φs . 地表ジオポテンシャル. Surface geo-potential
nmlfile :character(*), intent(in), optional
: NAMELIST ファイルの名称. この引数に空文字以外を与えた場合, 指定されたファイルから NAMELIST 変数群を読み込みます. ファイルを読み込めない場合にはエラーを 生じます.

NAMELIST file name. If nonnull character is specified to this argument, NAMELIST group name is loaded from the file. If the file can not be read, an error occurs.

err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

引数 dyn_as に Arakawa and Suarez (1983) を用いた演算の設定を行います. 他のサブルーチンを使用する前に必ずこのサブルーチンによって DYNAS83 型の変数を初期設定してください. NAMELIST を利用する場合には引数 nmlfileNAMELIST ファイル名 を与えてください.

Configure the settings for Arakawa and Suarez (1983) to dyn_as. Before other subroutines are used, initialize "DYNAS83" variable. In order to use NAMELIST, specify a NAMELIST filename to argument nmlfile.

Alias for DynAS83Create

DYNAS83
Derived Type :
initialized = .false. :logical
: 初期設定フラグ. Initialization flag
nmax :integer
: 最大全波数. Maximum truncated wavenumber
imax :integer
: 経度格子点数. Number of grid points in longitude
jmax :integer
: 緯度格子点数. Number of grid points in latitude
kmax :integer
: 鉛直層数. Number of vertical level
z_Sigma(:) =>null() :real(DP), pointer
: σ レベル (整数). Full σ level
r_Sigma(:) =>null() :real(DP), pointer
: σ レベル (半整数). Half σ level
z_DelSigma(:) =>null() :real(DP), pointer
: Δσ (整数). Δσ (Full)
PI :real(DP)
: π . 円周率. Circular constant
RPlanet :real(DP)
: a . 惑星半径. Radius of planet
Omega :real(DP)
: Ω . 回転角速度. Angular velocity
Grav :real(DP)
: g . 重力加速度. Gravitational acceleration
Cp :real(DP)
: Cp . 大気定圧比熱. Specific heat of air at constant pressure
RAir :real(DP)
: R . 大気気体定数. Gas constant of air
EpsVT :real(DP)
: 1/εv-1 .
EFoldTime :real(DP)
: 最大波数に対する e-folding time. E-folding time for maximum wavenumber
Kappa :real(DP)
: κ=R/Cp . 気体定数の定圧比熱に対する比. Ratio of gas constant to specific heat
DelTime :real(DP)
: Δt . タイムステップ. Time step
xy_Cori(:,:) =>null() :real(DP), pointer
: f2Ωsinϕ . コリオリパラメータ. Coriolis parameter
nmo(:,:,:) =>null() :integer, pointer
: スペクトルの添字順番. Spectral subscript expression
wz_rn(:,:) =>null() :real(DP), pointer
: -n×(n+1) . ラプラシアンの係数. Laplacian coefficient
wz_DiffVorDiv(:,:) =>null() :real(DP), pointer
: -KHD[(-1)ND/2ND-(2/a2)ND/2] . 運動量水平拡散係数. Coefficient of horizontal momentum diffusion
wz_DiffTherm(:,:) =>null() :real(DP), pointer
: -(-1)ND/2KHDND . 熱, 水水平拡散係数. Coefficient of horizontal thermal and water diffusion
w_Phis(:) =>null() :real(DP), pointer
: Φs . 地表ジオポテンシャル. Surface geo-potential
z_TempAvrXY(:) =>null() :real(DP), pointer
: 平均温度 (整数レベル). Average temperature on full sigma level
r_TempAvrXY(:) =>null() :real(DP), pointer
: 平均温度 (半整数レベル). Average temperature on half sigma level
z_HydroAlpha(:) =>null() :real(DP), pointer
: α . 静水圧の式の係数. Coefficient in hydrostatic equation.
z_HydroBeta(:) =>null() :real(DP), pointer
: β . 静水圧の式の係数. Coefficient in hydrostatic equation.
z_TempInpolKappa(:) =>null() :real(DP), pointer
: κ . 温度鉛直補間の係数. Coefficient for vertical interpolation of temperature
z_TempInpolA(:) =>null() :real(DP), pointer
: a . 温度鉛直補間の係数. Coefficient for vertical interpolation of temperature
z_TempInpolB(:) =>null() :real(DP), pointer
: b . 温度鉛直補間の係数. Coefficient for vertical interpolation of temperature
z_siMtxG(:) =>null() :real(DP), pointer
: G=CpκT
zz_siMtxH(:,:) =>null() :real(DP), pointer
: h=QS-R
zz_siMtxWH(:,:) =>null() :real(DP), pointer
: Wh
zz_siMtxGCt(:,:) =>null() :real(DP), pointer
: GCT ( C=Δσ )
dyn_mtx :type(DYNMTX)

まず, Create で "DYNAS83" 型の変数を初期設定して下さい. 初期設定された "DYNAS83" 型の変数を再度利用する際には, Close によって終了処理を行ってください.

Initialize "DYNAS83" variable by "Create" before usage. If you reuse "DYNAS83" variable again for another application, terminate by "Close".

GetAxes( dyn_as, z_Sigma, r_Sigma, [z_DelSigma], [err] )
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
z_Sigma(0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: σ レベル (整数). Full σ level
r_Sigma(0:dyn_as%kmax) :real(DP), intent(out)
: σ レベル (半整数). Half σ level
z_DelSigma(0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out), optional
: Δσ (整数). Δσ (Full)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

dyn_as に格納されている座標値を返します.

なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

Return data of axes stored in dyn_sp.

If dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

Alias for DynAS83GetAxes

NonLinearOnGrid( dyn_as, xyz_U, xyz_V, xyz_Vor, xyz_Div, xyz_Temp, xyz_QVap, xy_GradLonPi, xy_GradLatPi, xyz_UAdv, xyz_VAdv, xyz_DTempDt, xyz_DQVapDt, xyz_KE, xyz_TempUAdv, xyz_TempVAdv, xy_DPiDt, xyz_QVapUAdv, xyz_QVapVAdv, [err] )
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
xyz_U(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: U . 東西風速. Zonal wind
xyz_V(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: V . 南北風速. Meridional wind
xyz_Vor(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: ζ . 渦度. Vorticity
xyz_Div(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: D . 発散. Divergence
xyz_Temp(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: T . 温度. Temperature
xyz_QVap(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: q . 比湿. Specific humidity
xy_GradLonPi(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1) :real(DP), intent(in)
: dπdx
xy_GradLatPi(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1) :real(DP), intent(in)
: dπdy
xyz_UAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: UA . 東西運動量移流項. Zonal advection of momentum
xyz_VAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: VA . 南北運動量移流項. Meridional advection of momentum
xyz_DTempDt(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: H . 温度時間変化項. Temperature tendency
xyz_DQVapDt(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: R . 比湿時間変化項. Specific humidity tendency
xyz_KE(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: E . 運動エネルギー項. Kinematic energy
xyz_TempUAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: UT . 温度東西移流項. Zonal advection of temperature
xyz_TempVAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: VT . 温度南北移流項. Meridional advection of temperature
xy_DPiDt(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1) :real(DP), intent(out)
: Z . 地表面気圧時間変化項. Surface pressure tendency
xyz_QVapUAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: Uq . 比湿東西移流項. Zonal advection of specific humidity
xyz_QVapVAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: Vq . 比湿南北移流項. Meridional advection of specific humidity
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

非線形項 (非重力波項) を格子点上で計算します.

なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

Non-linear terms (non gravitational terms) are calculated on grid points

If dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

Alias for DynAS83NonLinearOnGrid

PutLine( dyn_as, [unit], [indent], [err] )
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(in)
unit :integer, intent(in), optional
: 出力先の装置番号. デフォルトの出力先は標準出力.

Unit number for output. Default value is standard output.

indent :character(*), intent(in), optional
: 表示されるメッセージの字下げ.

Indent of displayed messages.

err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

引数 dyn_as 内の情報を印字します. デフォルトでは標準出力に印字します. unit に装置番号を していすることで, 出力先を変更することが可能です.

Print information of dyn_as. By default messages are output to standard output. Unit number for output can be changed by unit argument.

Alias for DynAS83PutLine

TimeIntegration( dyn_as, wz_DVorDtN, wz_DDivDtN, wz_DTempDtN, wz_DQVapDtN, w_DPiDtN, wz_VorB, wz_DivB, wz_TempB, wz_QVapB, w_PiB, wz_VorA, wz_DivA, wz_TempA, wz_QVapA, w_PiA, [err] )
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
wz_DVorDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dζdt(t) . 渦度変化 (スペクトル). Vorticity tendency (spectral)
wz_DDivDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dDdt(t) . 発散変化 (スペクトル). Divergence tendency (spectral)
wz_DTempDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dTdt(t) . 温度変化 (スペクトル). Temperature tendency (spectral)
wz_DQVapDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dqdt(t) . 比湿変化 (スペクトル). Specific humidity tendency (spectral)
w_DPiDtN((dyn_as%nmax+1)**2) :real(DP), intent(in)
: dPsdt(t) . 地表面気圧変化 (スペクトル). Surface pressure tendency (spectral)
wz_VorB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: ζ(t-Δt) . 渦度 (スペクトル). Vorticity (spectral)
wz_DivB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: D(t-Δt) . 発散 (スペクトル). Divergence (spectral)
wz_TempB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: T(t-Δt) . 温度 (スペクトル). Temperature (spectral)
wz_QVapB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: q(t-Δt) . 比湿 (スペクトル). Specific humidity (spectral)
w_PiB((dyn_as%nmax+1)**2) :real(DP), intent(in)
: π=lnPs(t-Δt) . 地表面気圧 (スペクトル). Surface pressure (spectral)
wz_VorA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: ζ(t+Δt) . 渦度 (スペクトル). Vorticity (spectral)
wz_DivA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: D(t+Δt) . 発散 (スペクトル). Divergence (spectral)
wz_TempA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: T(t+Δt) . 温度 (スペクトル). Temperature (spectral)
wz_QVapA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: q(t+Δt) . 比湿 (スペクトル). Specific humidity (spectral)
w_PiA((dyn_as%nmax+1)**2) :real(DP), intent(out)
: π=lnPs(t+Δt) . 地表面気圧 (スペクトル). Surface pressure (spectral)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

時間積分を行い, 時刻 t の物理量の時間変化と t-Δt の物理量から 時刻 t+Δt の物理量を計算します.

時間積分法にはリープフロッグスキームを用いています. ただし拡散項には前方差分を用いています. さらに Δt を大きくとるために, 重力波項に セミインプリシット法を適用しています.

なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

With time integration, calculate physical values at t+Δt from tendency at t and physical values at t-Δt .

Leap-frog scheme is used as time integration. And forward difference is used to diffusion terms. In addition, semi-implicit scheme is applied for extension of Δt .

If dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

Alias for DynAS83TimeIntegration

initialized( dyn_as ) result(result)
Function :
result :logical
dyn_as :type(DYNAS83), intent(in)

dyn_as が初期設定されている場合には .true. が, 初期設定されていない場合には .false. が返ります.

If dyn_as is initialized, .true. is returned. If dyn_as is not initialized, .false. is returned.

Alias for DynAS83Initialized

Private Instance methods

Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

DYNAS83 型の変数の終了処理を行います. なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

Deconstructor of "DYNAS83". Note that if dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

[Source]

  subroutine DynAS83Close( dyn_as, err )
    !
    ! DYNAS83 型の変数の終了処理を行います.
    ! なお, 与えられた *dyn_as* が Create によって初期設定
    ! されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.
    !
    ! Deconstructor of "DYNAS83".
    ! Note that if *dyn_as* is not initialized by Create yet,
    ! error is occurred.
    !
    use dc_trace, only: BeginSub, EndSub
    use dc_types, only: STRING, STDOUT
    use dcpam_error, only: StoreError, DC_NOERR, DCPAM_ENOTINIT
    use dyn_matrix, only: Close
    implicit none
    type(DYNAS83), intent(inout):: dyn_as
    logical, intent(out), optional:: err
                              ! 例外処理用フラグ.
                              ! デフォルトでは, この手続き内でエラーが
                              ! 生じた場合, プログラムは強制終了します.
                              ! 引数 *err* が与えられる場合,
                              ! プログラムは強制終了せず, 代わりに
                              ! *err* に .true. が代入されます.
                              !
                              ! Exception handling flag. 
                              ! By default, when error occur in 
                              ! this procedure, the program aborts. 
                              ! If this *err* argument is given, 
                              ! .true. is substituted to *err* and 
                              ! the program does not abort. 
    integer:: stat
    character(STRING):: cause_c
    character(*), parameter:: subname = 'DynAS83Close'
  continue
    call BeginSub(subname)
    stat = DC_NOERR
    cause_c = ''

    !-----------------------------------------------------------------
    !  初期設定のチェック
    !  Check initialization
    !-----------------------------------------------------------------
    if (.not. dyn_as % initialized) then
      stat = DCPAM_ENOTINIT
      cause_c = 'DYNAS83'
      goto 999
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  "DYNAS83" の設定の消去
    !  Clear the settings for "DYNAS83"
    !-----------------------------------------------------------------
    deallocate( dyn_as % z_Sigma )
    deallocate( dyn_as % r_Sigma )
    deallocate( dyn_as % z_DelSigma )
    deallocate( dyn_as % nmo )
    deallocate( dyn_as % wz_rn )
    deallocate( dyn_as % wz_DiffVorDiv )
    deallocate( dyn_as % wz_DiffTherm )
    deallocate( dyn_as % z_TempAvrXY )
    deallocate( dyn_as % r_TempAvrXY )
    deallocate( dyn_as % z_HydroAlpha )
    deallocate( dyn_as % z_HydroBeta )
    deallocate( dyn_as % z_TempInpolKappa )
    deallocate( dyn_as % z_TempInpolA )
    deallocate( dyn_as % z_TempInpolB )
    deallocate( dyn_as % z_siMtxG )
    deallocate( dyn_as % zz_siMtxH )
    deallocate( dyn_as % zz_siMtxWH )
    deallocate( dyn_as % zz_siMtxGCt )

    !-----------------------------------------------------------------
    !  セミインプリシット時間積分用行列の消去
    !  Clear matrixes for semi-implicit time integration
    !-----------------------------------------------------------------
    call Close( dyn_mtx = dyn_as % dyn_mtx ) ! (inout)

    !-----------------------------------------------------------------
    !  終了処理, 例外処理
    !  Termination and Exception handling
    !-----------------------------------------------------------------
    dyn_as % initialized = .false.
999 continue
    call StoreError(stat, subname, err, cause_c)
    call EndSub(subname)
  end subroutine DynAS83Close
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
nmax :integer, intent(in)
: 最大全波数. Maximum truncated wavenumber
imax :integer, intent(in)
: 経度格子点数. Number of grid points in longitude
jmax :integer, intent(in)
: 緯度格子点数. Number of grid points in latitude
kmax :integer, intent(in)
: 鉛直層数. Number of vertical level
PI :real(DP), intent(in)
: π . 円周率. Circular constant
RPlanet :real(DP), intent(in)
: a . 惑星半径. Radius of planet
Grav :real(DP), intent(in)
: g . 重力加速度. Gravitational acceleration
Omega :real(DP), intent(in)
: Ω . 回転角速度. Angular velocity
Cp :real(DP), intent(in)
: Cp . 大気定圧比熱. Specific heat of air at constant pressure
RAir :real(DP), intent(in)
: R . 大気気体定数. Gas constant of air
EpsVT :real(DP), intent(in)
: 1/εv-1 .
EFoldTime :real(DP), intent(in)
: 最大波数に対する e-folding time. E-folding time for maximum wavenumber
DelTime :real(DP), intent(in)
: Δt . タイムステップ. Time step
xy_Cori(0:imax-1, 0:jmax-1) :real(DP), intent(in)
: f2Ωsinϕ . コリオリパラメータ. Coriolis parameter
nmo(1:2, 0:nmax, 0:nmax) :integer, intent(in)
: スペクトルの添字順番. Spectral subscript expression
wz_rn((nmax+1)**2, 0:kmax-1) :real(DP), intent(in)
: -n×(n+1) . ラプラシアンの係数. Laplacian coefficient
wz_DiffVorDiv((nmax+1)**2, 0:kmax-1) :real(DP), intent(in)
: -KHD[(-1)ND/2ND-(2/a2)ND/2] . 運動量水平拡散係数. Coefficient of horizontal momentum diffusion
wz_DiffTherm((nmax+1)**2, 0:kmax-1) :real(DP), intent(in)
: -(-1)ND/2KHDND . 熱, 水水平拡散係数. Coefficient of horizontal thermal and water diffusion
r_SigmaSet(:) :real(DP), intent(in), optional
: デフォルトでは, kmax の値に応じ, 自動的に σ レベル (半整数) は設定される (kmax がある特定の値のみ). σ レベル (半整数). を明示的に設定する必要がある場合, この引数を与える.

By default, half σ level is specified automatically according to the value of kmax (only the value is same as particular values). If the half σ level is specified manually, give this argument.

w_Phis((nmax+1)**2) :real(DP), intent(in), optional
: Φs . 地表ジオポテンシャル. Surface geo-potential
nmlfile :character(*), intent(in), optional
: NAMELIST ファイルの名称. この引数に空文字以外を与えた場合, 指定されたファイルから NAMELIST 変数群を読み込みます. ファイルを読み込めない場合にはエラーを 生じます.

NAMELIST file name. If nonnull character is specified to this argument, NAMELIST group name is loaded from the file. If the file can not be read, an error occurs.

err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

引数 dyn_as に Arakawa and Suarez (1983) を用いた演算の設定を行います. 他のサブルーチンを使用する前に必ずこのサブルーチンによって DYNAS83 型の変数を初期設定してください. NAMELIST を利用する場合には引数 nmlfileNAMELIST ファイル名 を与えてください.

Configure the settings for Arakawa and Suarez (1983) to dyn_as. Before other subroutines are used, initialize "DYNAS83" variable. In order to use NAMELIST, specify a NAMELIST filename to argument nmlfile.

[Source]

  subroutine DynAS83Create( dyn_as, nmax, imax, jmax, kmax, PI, RPlanet, Grav, Omega, Cp, RAir, EpsVT, EFoldTime, DelTime, xy_Cori, nmo, wz_rn, wz_DiffVorDiv, wz_DiffTherm, r_SigmaSet, w_Phis, nmlfile, err )
    !
    ! 引数 *dyn_as* に Arakawa and Suarez (1983) を用いた演算の設定を行います.
    ! 他のサブルーチンを使用する前に必ずこのサブルーチンによって
    ! DYNAS83 型の変数を初期設定してください.
    ! NAMELIST を利用する場合には引数 *nmlfile* に NAMELIST ファイル名
    ! を与えてください.
    !
    ! Configure the settings for Arakawa and Suarez (1983) to *dyn_as*.
    ! Before other subroutines are used, initialize "DYNAS83"
    ! variable.
    ! In order to use NAMELIST, specify a NAMELIST filename to 
    ! argument *nmlfile*.
    !
    use dc_types, only: DP, STRING
    use dc_message, only: MessageNotify
    use dc_trace, only: BeginSub, EndSub, DbgMessage
    use dc_present, only: present_and_not_empty, present_and_true
    use dc_error, only: DC_ENOFILEREAD
    use dcpam_error, only: StoreError, DC_NOERR, DCPAM_EALREADYINIT, DCPAM_ENEGATIVE, DCPAM_ENOVARDEF, DCPAM_EARGSIZEMISMATCH
    use dyn_matrix, only: Create
    implicit none
    type(DYNAS83), intent(inout):: dyn_as
    integer, intent(in):: nmax ! 最大全波数. 
                               ! Maximum truncated wavenumber
    integer, intent(in):: imax ! 経度格子点数. 
                               ! Number of grid points in longitude
    integer, intent(in):: jmax ! 緯度格子点数. 
                               ! Number of grid points in latitude
    integer, intent(in):: kmax ! 鉛直層数. 
                               ! Number of vertical level
    real(DP), intent(in):: PI         ! $ \pi $ .    円周率.         Circular constant
    real(DP), intent(in):: RPlanet    ! $ a $ .      惑星半径.       Radius of planet
    real(DP), intent(in):: Omega      ! $ \Omega $ . 回転角速度.     Angular velocity
    real(DP), intent(in):: Grav       ! $ g $ .      重力加速度.     Gravitational acceleration
    real(DP), intent(in):: Cp         ! $ C_p $ .    大気定圧比熱.   Specific heat of air at constant pressure
    real(DP), intent(in):: RAir       ! $ R $ .      大気気体定数.   Gas constant of air
    real(DP), intent(in):: EpsVT      ! $ 1/\epsilon_v - 1 $ .
    real(DP), intent(in):: EFoldTime  ! 最大波数に対する e-folding time. E-folding time for maximum wavenumber
    real(DP), intent(in):: DelTime ! $ \Delta t $ . タイムステップ. Time step
    real(DP), intent(in):: xy_Cori (0:imax-1, 0:jmax-1)
                              ! $ f\equiv 2\Omega\sin\varphi $ . 
                              ! コリオリパラメータ. Coriolis parameter
    integer, intent(in):: nmo (1:2, 0:nmax, 0:nmax)
                              ! スペクトルの添字順番. 
                              ! Spectral subscript expression
    real(DP), intent(in):: wz_rn ((nmax+1)**2, 0:kmax-1)
                              ! $ -n \times (n+1) $ . ラプラシアンの係数. 
                              ! Laplacian coefficient
    real(DP), intent(in):: wz_DiffVorDiv ((nmax+1)**2, 0:kmax-1)
                              ! $ -K_{HD} [(-1)^{N_D/2}\nabla^{N_D}- (2/a^2)^{N_D/2}] $ . 
                              ! 運動量水平拡散係数. 
                              ! Coefficient of horizontal momentum diffusion
    real(DP), intent(in):: wz_DiffTherm ((nmax+1)**2, 0:kmax-1)
                              ! $ -(-1)^{N_D/2}K_{HD}\nabla^{N_D} $ . 
                              ! 熱, 水水平拡散係数. 
                              ! Coefficient of horizontal thermal and water diffusion
    real(DP), intent(in), optional:: r_SigmaSet (:)
                              ! デフォルトでは, kmax の値に応じ,
                              ! 自動的に $ \sigma $ レベル (半整数) 
                              ! は設定される (kmax がある特定の値のみ).
                              ! $ \sigma $ レベル (半整数). 
                              ! を明示的に設定する必要がある場合, 
                              ! この引数を与える.
                              !
                              ! By default, half $ \sigma $ level is 
                              ! specified automatically according to
                              ! the value of kmax (only the value is 
                              ! same as particular values).
                              ! If the half $ \sigma $ level is specified
                              ! manually, give this argument.
    real(DP), intent(in), optional:: w_Phis ((nmax+1)**2)
                              ! $ \Phi_s $ . 地表ジオポテンシャル. 
                              ! Surface geo-potential
    character(*), intent(in), optional :: nmlfile
                              ! NAMELIST ファイルの名称. 
                              ! この引数に空文字以外を与えた場合, 
                              ! 指定されたファイルから 
                              ! NAMELIST 変数群を読み込みます. 
                              ! ファイルを読み込めない場合にはエラーを
                              ! 生じます.
                              !
                              ! NAMELIST file name. 
                              ! If nonnull character is specified to
                              ! this argument, 
                              ! NAMELIST group name is loaded from the 
                              ! file. 
                              ! If the file can not be read, 
                              ! an error occurs.
                              ! 
    logical, intent(out), optional:: err
                              ! 例外処理用フラグ.
                              ! デフォルトでは, この手続き内でエラーが
                              ! 生じた場合, プログラムは強制終了します.
                              ! 引数 *err* が与えられる場合,
                              ! プログラムは強制終了せず, 代わりに
                              ! *err* に .true. が代入されます.
                              !
                              ! Exception handling flag. 
                              ! By default, when error occur in 
                              ! this procedure, the program aborts. 
                              ! If this *err* argument is given, 
                              ! .true. is substituted to *err* and 
                              ! the program does not abort. 

    !-----------------------------------
    !  作業変数
    !  Work variables
    real(DP):: Kappa      ! $ \kappa = R/C_p $ .
                          ! 気体定数の定圧比熱に対する比. Ratio of gas constant to specific heat
    real(DP):: z_Sigma (0:kmax-1)
                              ! $ \sigma $ レベル (整数). 
                              ! Full $ \sigma $ level
    real(DP):: r_Sigma (0:kmax)
                              ! $ \sigma $ レベル (半整数). 
                              ! Half $ \sigma $ level
    real(DP):: z_DelSigma (0:kmax-1)
                              ! $ \Delta \sigma $ (整数). 
                              ! $ \Delta \sigma $ (Full)
    real(DP):: z_TempAvrXY (0:kmax-1)
                              ! 平均温度 (整数レベル).
                              ! Average temperature on full sigma level
    real(DP):: r_TempAvrXY (0:kmax)
                              ! 平均温度 (半整数レベル). 
                              ! Average temperature on half sigma level
    real(DP):: z_HydroAlpha (0:kmax-1)
                              ! $ \alpha $ . 静水圧の式の係数. 
                              ! Coefficient in hydrostatic equation.
    real(DP):: z_HydroBeta (0:kmax-1)
                              ! $ \beta $ . 静水圧の式の係数. 
                              ! Coefficient in hydrostatic equation.
    real(DP):: z_TempInpolKappa (0:kmax-1)
                              ! $ \kappa $ . 温度鉛直補間の係数. 
                              ! Coefficient for vertical interpolation of temperature
    real(DP):: z_TempInpolA (0:kmax-1)
                              ! $ a $ . 温度鉛直補間の係数. 
                              ! Coefficient for vertical interpolation of temperature
    real(DP):: z_TempInpolB (0:kmax-1)
                              ! $ b $ . 温度鉛直補間の係数. 
                              ! Coefficient for vertical interpolation of temperature
    real(DP):: z_siMtxG (0:kmax-1)
                              ! $ G = C_p \kappa T $
    real(DP):: zz_siMtxH (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ h = QS - R $
    real(DP):: zz_siMtxWH (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ W h $
    real(DP):: zz_siMtxGCt (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ G C^{T} $ ( $ C = \Delta \sigma $ )
    real(DP):: zz_siMtxW (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ W $ . 
                              ! 発散の式での線形重力波項の効果による温度補正の係数. 
                              ! Coefficient for correction of temperature 
                              ! by effort of linear gravitational terms

    real(DP):: zz_siMtxQ (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ Q = \DD{T}{\sigma} $
    real(DP):: zz_siMtxS (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ S = \DD{\sigma}{t} $
    real(DP):: zz_siMtxQS (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ QS $ . 
                              ! この変数は $ \sigma $ 移流の効果に相当. 
                              ! This variable  corresponds to effort of $ \sigma $ advection
    real(DP):: zz_siMtxR (0:kmax-1, 0:kmax-1)
                              ! $ R $ . 
                              ! 発散と掛け合わせることで気圧変化の効果となる.
                              ! Product R and divergence become effort of 
                              ! surface pressure tendency.
                              ! $ RD = \kappa T 
                              ! (\DD{\pi}{t} + \Dinv{\sigma}\DD{\sigma}{t}) $ .

    integer:: mmax            ! 最大東西波数. 
                              ! Maximum truncated zonal wavenumber
    integer:: lmax            ! 最大南北波数. 
                              ! Maximum truncated meridional wavenumber
    integer:: k, l            ! DO ループ用作業変数
                              ! Work variables for DO loop
    integer:: size_r_SigmaSet
    real(DP), parameter:: invalid_value_r_Sigma = -999.0_DP
                              ! 無効な r_Sigma の値. 
                              ! Invalid value of 'r_Sigma'
    integer:: insufficient_num_r_Sigma
                              ! NAMELIST ファイルから得られた r_Sigma の
                              ! 不足分データの数. 
                              ! Number of insufficient data of 'r_Sigma'
                              ! loaded from NAMELIST file
    logical:: nmlfile_valid   ! NAMELIST ファイルからの値の妥当性. 
                              ! Validity of values from NAMELIST file
    integer:: stat
    character(STRING):: cause_c
    character(*), parameter:: subname = 'DynAS83Create'
  continue
    call BeginSub(subname, version)
    stat = DC_NOERR
    cause_c = ''

    !-----------------------------------------------------------------
    !  初期設定のチェック
    !  Check initialization
    !-----------------------------------------------------------------
    if (dyn_as % initialized) then
      stat = DCPAM_EALREADYINIT
      cause_c = 'DYNAS83'
      goto 999
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  引数の正当性のチェック
    !  Validation of arguments
    !-----------------------------------------------------------------
    if (nmax < 1) then
      stat = DCPAM_ENEGATIVE
      cause_c = 'nmax'
      goto 999
    end if
    if (imax < 1) then
      stat = DCPAM_ENEGATIVE
      cause_c = 'imax'
      goto 999
    end if
    if (jmax < 1) then
      stat = DCPAM_ENEGATIVE
      cause_c = 'jmax'
      goto 999
    end if
    if (kmax < 1) then
      stat = DCPAM_ENEGATIVE
      cause_c = 'kmax'
      goto 999
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  波数・格子点の設定
    !  Configure wave number and grid point
    !-----------------------------------------------------------------
    dyn_as % nmax = nmax
    dyn_as % imax = imax
    dyn_as % jmax = jmax
    dyn_as % kmax = kmax

    !-----------------------------------------------------------------
    !  物理定数の設定
    !  Configure physical constants
    !-----------------------------------------------------------------
    dyn_as % PI = PI
    dyn_as % RPlanet = RPlanet
    dyn_as % Omega = Omega
    dyn_as % Grav = Grav
    dyn_as % Cp = Cp
    dyn_as % RAir = RAir
    dyn_as % EpsVT = EpsVT
    dyn_as % EFoldTime = EFoldTime
    dyn_as % DelTime = DelTime

    Kappa = RAir / Cp
    dyn_as % Kappa = Kappa

    !-----------------------------------------------------------------
    !  コリオリパラメータの設定
    !  Configure Coriolis parameter
    !-----------------------------------------------------------------
    allocate( dyn_as % xy_Cori (0:imax-1, 0:jmax-1) )
    dyn_as % xy_Cori = xy_Cori

    !-----------------------------------------------------------------
    !  スペクトルの添字順番とラプラシアンの係数の設定
    !  Configure spectral subscript expression and Laplacian coefficient
    !-----------------------------------------------------------------
    mmax = dyn_as % nmax
    lmax = dyn_as % nmax
    allocate( dyn_as % nmo (1:2, 0:mmax, 0:lmax) )
    dyn_as % nmo = nmo

    allocate( dyn_as % wz_rn ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) )
    dyn_as % wz_rn = wz_rn

    !-----------------------------------------------------------------
    !  運動量水平拡散係数と熱, 水水平拡散係数の設定
    !  Configure coefficient of horizontal momentum diffusion, and
    !  coefficient of horizontal thermal and water diffusion
    !-----------------------------------------------------------------
    allocate( dyn_as % wz_DiffVorDiv ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) )
    dyn_as % wz_DiffVorDiv = wz_DiffVorDiv

    allocate( dyn_as % wz_DiffTherm ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) )
    dyn_as % wz_DiffTherm = wz_DiffTherm

    !-------------------------------------------------------------------
    !  地形データ (地表 $ \Phi $ ) のスペクトル値の設定
    !  Configure spectral geography data (surface $ \Phi $ )
    !-------------------------------------------------------------------
    allocate( dyn_as % w_Phis ((dyn_as%nmax+1)**2) )
    if (present(w_Phis)) then
      dyn_as % w_Phis = w_Phis
    else
      dyn_as % w_Phis = 0.0_DP
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  鉛直格子点の設定
    !  Configure values of vertical grid point
    !-----------------------------------------------------------------

    !-------------------------
    !  デフォルト値
    !  Default values
    r_Sigma(0:kmax) = invalid_value_r_Sigma

    !-------------------------
    !  NAMELIST からの値
    !  Values from NAMELIST
    nmlfile_valid = .false.
    if ( present_and_not_empty(nmlfile) ) then
      call MessageNotify( 'M', subname, 'Loading NAMELIST file "%c" ...', c1=trim(nmlfile) )
      call NmlRead ( nmlfile = nmlfile, r_Sigma_ = r_Sigma, err = err )                     ! (out)
      if ( present_and_true(err) ) then
        call MessageNotify( 'W', subname, '"%c" can not be read.', c1=trim(nmlfile) )
        stat = DC_ENOFILEREAD
        cause_c = nmlfile
        goto 999
      end if

      if ( any( r_Sigma < 0.0_DP ) ) then
        insufficient_num_r_Sigma = count( r_Sigma < 0.0_DP )
        call MessageNotify( 'W', subname, 'Number of data "%c" from "%c" is "%d" (insufficient). ' // 'Number of grids must be "%d".', c1='r_Sigma', c2=trim(nmlfile), i=(/kmax + 1 - insufficient_num_r_Sigma, kmax + 1/) )
      else
        nmlfile_valid = .true.
        call MessageNotify( 'M', subname, '"%c" is loaded from "%c".', c1='r_Sigma', c2=trim(nmlfile) )
        call MessageNotify( 'M', subname, '%c(%d:%d) = %*f', c1='r_Sigma', i=(/0, kmax/), d=r_Sigma, n=(/kmax+1/) )
      end if
    end if

    if ( nmlfile_valid ) then
    !-------------------------
    !  オプショナル引数からの値
    !  Values from optional arguments
    elseif (present(r_SigmaSet)) then
      size_r_SigmaSet = size(r_SigmaSet)
      if (.not. size_r_SigmaSet == kmax + 1) then
        call MessageNotify('W', subname, 'Size of argument r_SigmaSet (%d) is mismatch to kmax + 1 (%d). ' // 'Modify the size of r_SigmaSet to kmax + 1 (%d).', i=(/size_r_SigmaSet, kmax + 1, kmax + 1/))
        stat = DCPAM_EARGSIZEMISMATCH
        cause_c = 'r_SigmaSet'
        goto 999
      end if
      r_Sigma(0:kmax) = r_SigmaSet

    !-------------------------
    !  自動設定
    !  Automatic setting
    else
      select case (kmax)
      case (2)
        r_Sigma(0:kmax) = (/ 1.0_DP, 0.63_DP, 0.0_DP /)
      case (12)
        r_Sigma(0:kmax) = (/ 1.00_DP, 0.99_DP, 0.97_DP, 0.93_DP, 0.85_DP, 0.75_DP, 0.63_DP, 0.50_DP, 0.36_DP, 0.22_DP, 0.10_DP, 0.05_DP, 0.00_DP /)
      case (16)
        r_Sigma(0:kmax) = (/ 1.00_DP, 0.99_DP, 0.97_DP, 0.93_DP, 0.87_DP, 0.79_DP, 0.70_DP, 0.60_DP, 0.50_DP, 0.41_DP, 0.33_DP, 0.26_DP, 0.20_DP, 0.15_DP, 0.10_DP, 0.05_DP, 0.00_DP /)
      case (20)
        r_Sigma(0:kmax) = (/ 1.00_DP, 0.95_DP, 0.90_DP, 0.85_DP, 0.80_DP, 0.75_DP, 0.70_DP, 0.65_DP, 0.60_DP, 0.55_DP, 0.50_DP, 0.45_DP, 0.40_DP, 0.35_DP, 0.30_DP, 0.25_DP, 0.20_DP, 0.15_DP, 0.10_DP, 0.05_DP, 0.0_DP /)
      case default
        call MessageNotify('W', subname, 'Dimensional variable (%c) is auto set when only kmax = %*d. ' // 'Specify the variable explicitly with argument (%c).', i=(/2,12,16,20/), n=(/4/), c1='r_Sigma', c2='r_SigmaSet' )
        stat = DCPAM_ENOVARDEF
        cause_c = 'r_Sigma'
        goto 999
      end select
    end if
    allocate( dyn_as % r_Sigma(0:kmax) )
    dyn_as % r_Sigma(0:kmax) = r_Sigma(0:kmax)


    do k = 0, kmax - 1
      z_DelSigma(k) = r_Sigma(k) - r_Sigma(k+1)
    enddo
    allocate( dyn_as % z_DelSigma(0:kmax-1) )
    dyn_as % z_DelSigma = z_DelSigma


    do k = 0, kmax - 1
      z_Sigma(k) = ( ( r_Sigma(k) ** ( 1.0_DP + Kappa ) - r_Sigma(k+1) ** ( 1.0_DP + Kappa ) ) / ( z_DelSigma(k) *  ( 1.0_DP + Kappa ) ) ) ** ( 1.0_DP / Kappa )
    enddo
    allocate( dyn_as % z_Sigma(0:kmax - 1) )
    dyn_as % z_Sigma = z_Sigma


    !-----------------------------------------------------------------
    !  静水圧の式の係数 $ \alpha $ , $ \beta $ の計算
    !  Calculate coefficients $ \alpha $ and $ \beta $ in 
    !  hydrostatic equation.
    !-----------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax - 1
      z_HydroAlpha(k) = ( r_Sigma(k) / z_Sigma(k) ) ** Kappa - 1.0_DP

      z_HydroBeta(k) = 1.0_DP - ( r_Sigma(k+1) / z_Sigma(k) ) ** Kappa
    enddo

    allocate( dyn_as % z_HydroAlpha(0:kmax - 1) )
    allocate( dyn_as % z_HydroBeta(0:kmax - 1) )
    dyn_as % z_HydroAlpha = z_HydroAlpha
    dyn_as % z_HydroBeta = z_HydroBeta


    !-----------------------------------------------------------------
    !  温度鉛直補間の係数 $ \kappa $, $ a $ , $ b $ の計算
    !  Calculate coefficients $ \kappa $, $ a $ , $ b $ 
    !  for interpolation of temperature
    !-----------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax - 1
      z_TempInpolKappa(k) = ( r_Sigma(k) * z_HydroAlpha(k) + r_Sigma(k+1) * z_HydroBeta(k) ) / z_DelSigma(k)
    enddo

    z_TempInpolA = 0.0_DP
    do k = 1, kmax - 1
      z_TempInpolA(k) = z_HydroAlpha(k) / ( 1.0_DP - (z_Sigma(k) / z_Sigma(k-1)) ** Kappa )
    end do

    z_TempInpolB = 0.0_DP
    do k = 0, kmax - 2
      z_TempInpolB(k) = z_HydroBeta(k) / ( (z_Sigma(k) / z_Sigma(k+1) ) ** Kappa - 1.0_DP )
    end do

    allocate( dyn_as % z_TempInpolKappa(0:kmax - 1) )
    allocate( dyn_as % z_TempInpolA(0:kmax - 1) )
    allocate( dyn_as % z_TempInpolB(0:kmax - 1) )
    dyn_as % z_TempInpolKappa = z_TempInpolKappa
    dyn_as % z_TempInpolA = z_TempInpolA
    dyn_as % z_TempInpolB = z_TempInpolB


    !-----------------------------------------------------------------
    !  平均温度 (整数レベル、半整数レベル) の計算
    !  Calculate average temperature about level and half level.
    !-----------------------------------------------------------------
    z_TempAvrXY = 300.0_DP
    r_TempAvrXY = 0.0_DP

    do k = 1, kmax - 1
      r_TempAvrXY(k) = z_TempInpolA(k)   * z_TempAvrXY(k) + z_TempInpolB(k-1) * z_TempAvrXY(k-1)
    enddo

    allocate( dyn_as % z_TempAvrXY(0:kmax - 1) )
    allocate( dyn_as % r_TempAvrXY(0:kmax) )
    dyn_as % z_TempAvrXY = z_TempAvrXY
    dyn_as % r_TempAvrXY = r_TempAvrXY


    !-----------------------------------------------------------------
    !  セミインプリシット法のための行列の計算
    !  Calculate matrices for semi-implicit method
    !-----------------------------------------------------------------
    z_siMtxG = Cp * z_TempInpolKappa * z_TempAvrXY

    do k = 0, kmax - 1
      do l = 0, kmax - 1
        zz_siMtxGCt(k, l) = z_siMtxG(k) * z_DelSigma(l)
      end do
    end do

    zz_siMtxW = 0.0_DP
    do k = 0, kmax - 1
      do l = 0, k
        zz_siMtxW(k, l) = Cp * z_HydroAlpha(l)
      enddo

      do l = 0, k - 1
        zz_siMtxW(k, l) = zz_siMtxW(k, l) + Cp * z_HydroBeta(l)
      enddo
    enddo

    zz_siMtxS = 0.0_DP
    do k = 0, kmax - 1
      do l = 0, kmax - 1
        zz_siMtxS(k,l) = r_Sigma(k) * z_DelSigma(l)
      enddo
      do l = k, kmax - 1
        zz_siMtxS(k,l) = zz_siMtxS(k,l) - z_DelSigma(l)
      enddo
    enddo

    zz_siMtxQ = 0.0_DP
    do k = 0, kmax - 1
      zz_siMtxQ(k,k) = ( r_TempAvrXY(k) - z_TempAvrXY(k) ) / z_DelSigma(k)
    enddo
    do k = 0, kmax - 2
      zz_siMtxQ(k,k+1) = ( z_TempAvrXY(k) - r_TempAvrXY(k+1) ) / z_DelSigma(k)
    enddo

    zz_siMtxQS = 0.0_DP
    zz_siMtxQS = matmul(zz_siMtxQ, zz_siMtxS)

    zz_siMtxR = 0.0_DP
    do k = 0, kmax
      do l = k, kmax - 1
        zz_siMtxR(k,l) = - z_HydroAlpha(k) / z_DelSigma(k) * z_DelSigma(l) * z_TempAvrXY(k)
      enddo
      do l = k + 1, kmax - 1
        zz_siMtxR(k,l) = zz_siMtxR(k,l) - z_HydroBeta(k) / z_DelSigma(k) * z_DelSigma(l) * z_TempAvrXY(k)
      enddo
    enddo

    zz_siMtxH = 0.0_DP
    zz_siMtxH = zz_siMtxQS - zz_siMtxR

    zz_siMtxWH = 0.0_DP
    zz_siMtxWH = matmul(zz_siMtxW, zz_siMtxH)

    allocate( dyn_as % z_siMtxG(0: kmax - 1) )
    allocate( dyn_as % zz_siMtxH(0: kmax - 1, 0: kmax - 1) )
    allocate( dyn_as % zz_siMtxWH(0: kmax - 1, 0: kmax - 1) )
    allocate( dyn_as % zz_siMtxGCt(0: kmax - 1, 0: kmax - 1) )
    dyn_as % z_siMtxG = z_siMtxG
    dyn_as % zz_siMtxH = zz_siMtxH
    dyn_as % zz_siMtxWH = zz_siMtxWH
    dyn_as % zz_siMtxGCt = zz_siMtxGCt

    !-----------------------------------------------------------------
    !  セミインプリシット時間積分用行列の計算
    !  Calculate matrixes for semi-implicit time integration
    !-----------------------------------------------------------------
    call Create( dyn_mtx = dyn_as % dyn_mtx, nmax = dyn_as % nmax, kmax = dyn_as % kmax, nmo = dyn_as % nmo, RPlanet = dyn_as % RPlanet, DelTime = dyn_as % DelTime, zz_siMtxWH = dyn_as % zz_siMtxWH, zz_siMtxGCt = dyn_as % zz_siMtxGCt, w_DiffVorDiv = dyn_as % wz_DiffVorDiv(:,0), w_DiffTherm = dyn_as % wz_DiffTherm(:,0) ) ! (in)

    !-----------------------------------------------------------------
    !  終了処理, 例外処理
    !  Termination and Exception handling
    !-----------------------------------------------------------------
    dyn_as % initialized = .true.
999 continue
    call StoreError(stat, subname, err, cause_c)
    call EndSub(subname)
  end subroutine DynAS83Create
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
z_Sigma(0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: σ レベル (整数). Full σ level
r_Sigma(0:dyn_as%kmax) :real(DP), intent(out)
: σ レベル (半整数). Half σ level
z_DelSigma(0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out), optional
: Δσ (整数). Δσ (Full)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

dyn_as に格納されている座標値を返します.

なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

Return data of axes stored in dyn_sp.

If dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

[Source]

  subroutine DynAS83GetAxes( dyn_as, z_Sigma, r_Sigma, z_DelSigma, err )
    !
    ! *dyn_as* に格納されている座標値を返します.
    !
    ! なお, 与えられた *dyn_as* が Create によって初期設定
    ! されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.
    !
    ! Return data of axes stored in *dyn_sp*.
    !
    ! If *dyn_as* is not initialized by Create yet,
    ! error is occurred.
    !
    use dc_trace, only: BeginSub, EndSub
    use dc_types, only: STRING, STDOUT
    use dcpam_error, only: StoreError, DC_NOERR, DCPAM_ENOTINIT
    implicit none
    type(DYNAS83), intent(inout):: dyn_as
    real(DP), intent(out):: z_Sigma (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \sigma $ レベル (整数). 
                              ! Full $ \sigma $ level
    real(DP), intent(out):: r_Sigma (0:dyn_as%kmax)
                              ! $ \sigma $ レベル (半整数). 
                              ! Half $ \sigma $ level
    real(DP), intent(out), optional:: z_DelSigma (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \Delta \sigma $ (整数). 
                              ! $ \Delta \sigma $ (Full)
    logical, intent(out), optional:: err
                              ! 例外処理用フラグ.
                              ! デフォルトでは, この手続き内でエラーが
                              ! 生じた場合, プログラムは強制終了します.
                              ! 引数 *err* が与えられる場合,
                              ! プログラムは強制終了せず, 代わりに
                              ! *err* に .true. が代入されます.
                              !
                              ! Exception handling flag. 
                              ! By default, when error occur in 
                              ! this procedure, the program aborts. 
                              ! If this *err* argument is given, 
                              ! .true. is substituted to *err* and 
                              ! the program does not abort. 
    integer:: stat
    character(STRING):: cause_c
    character(*), parameter:: subname = 'DynAS83GetAxes'
  continue
    call BeginSub(subname)
    stat = DC_NOERR
    cause_c = ''

    !-----------------------------------------------------------------
    !  初期設定のチェック
    !  Check initialization
    !-----------------------------------------------------------------
    if (.not. dyn_as % initialized) then
      stat = DCPAM_ENOTINIT
      cause_c = 'DYNAS83'
      goto 999
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  $ \sigma $ (整数, 半整数) レベルの設定
    !  Configure full and half $ \sigma $ level data
    !-----------------------------------------------------------------
    z_Sigma = dyn_as % z_Sigma
    r_Sigma = dyn_as % r_Sigma

    !-----------------------------------------------------------------
    ! $ \Delta \sigma $ (整数) の設定
    ! Configure $ \Delta \sigma $ (Full)
    !-----------------------------------------------------------------
    if (present(z_DelSigma)) z_DelSigma = dyn_as % z_DelSigma

    !-----------------------------------------------------------------
    !  終了処理, 例外処理
    !  Termination and Exception handling
    !-----------------------------------------------------------------
999 continue
    call StoreError(stat, subname, err, cause_c)
    call EndSub(subname)
  end subroutine DynAS83GetAxes
Function :
result :logical
dyn_as :type(DYNAS83), intent(in)

dyn_as が初期設定されている場合には .true. が, 初期設定されていない場合には .false. が返ります.

If dyn_as is initialized, .true. is returned. If dyn_as is not initialized, .false. is returned.

[Source]

  logical function DynAS83Initialized( dyn_as ) result(result)
    !
    ! *dyn_as* が初期設定されている場合には .true. が,
    ! 初期設定されていない場合には .false. が返ります.
    !
    ! If *dyn_as* is initialized, .true. is returned.
    ! If *dyn_as* is not initialized, .false. is returned.
    !
    implicit none
    type(DYNAS83), intent(in):: dyn_as
  continue
    result = dyn_as % initialized
  end function DynAS83Initialized
Subroutine :
nmlfile :character(*), intent(in)
: NAMELIST ファイルの名称. NAMELIST file name
r_Sigma_(:) :real(DP), intent(inout)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

NAMELIST ファイル nmlfile から値を入力するための 内部サブルーチンです. Create 内で呼び出されることを 想定しています.

値が NAMELIST ファイル内で指定されていない場合には, 入力された値がそのまま返ります.

なお, nmlfile に空文字が与えられた場合, または 与えられた nmlfile を読み込むことができない場合, プログラムはエラーを発生させます.

This is an internal subroutine to input values from NAMELIST file nmlfile. This subroutine is expected to be called by "Create".

A value not specified in NAMELIST file is returned without change.

If nmlfile is empty, or nmlfile can not be read, error is occurred.

This procedure input/output NAMELIST#dyn_as83_nml .

[Source]

  subroutine DynAS83NmlRead( nmlfile, r_Sigma_, err )
    !
    ! NAMELIST ファイル *nmlfile* から値を入力するための
    ! 内部サブルーチンです. Create 内で呼び出されることを
    ! 想定しています.
    !
    ! 値が NAMELIST ファイル内で指定されていない場合には,
    ! 入力された値がそのまま返ります.
    !
    ! なお, *nmlfile* に空文字が与えられた場合, または
    ! 与えられた *nmlfile* を読み込むことができない場合, 
    ! プログラムはエラーを発生させます.
    !
    ! This is an internal subroutine to input values from 
    ! NAMELIST file *nmlfile*. This subroutine is expected to be
    ! called by "Create".
    !
    ! A value not specified in NAMELIST file is returned
    ! without change.
    !
    ! If *nmlfile* is empty, or *nmlfile* can not be read, 
    ! error is occurred.
    !
    use dc_trace, only: BeginSub, EndSub
    use dc_types, only: DP, STRING, TOKEN, STDOUT
    use dc_iounit, only: FileOpen
    use dc_message, only: MessageNotify
    use dc_present, only: present_and_true
    use dc_error, only: DC_NOERR, DC_ENOFILEREAD
    use dcpam_error, only: StoreError, DCPAM_ENMLARRAYINSUFF
    implicit none
    character(*), intent(in):: nmlfile
                              ! NAMELIST ファイルの名称. 
                              ! NAMELIST file name
    real(DP), intent(inout):: r_Sigma_ (:)
    integer, parameter:: size_r_Sigma = 256
    real(DP):: r_Sigma (1:size_r_Sigma)
                              ! $ \sigma $ レベル (半整数). 
                              ! Half $ \sigma $ level
    logical, intent(out), optional:: err
                              ! 例外処理用フラグ.
                              ! デフォルトでは, この手続き内でエラーが
                              ! 生じた場合, プログラムは強制終了します.
                              ! 引数 *err* が与えられる場合,
                              ! プログラムは強制終了せず, 代わりに
                              ! *err* に .true. が代入されます.
                              !
                              ! Exception handling flag. 
                              ! By default, when error occur in 
                              ! this procedure, the program aborts. 
                              ! If this *err* argument is given, 
                              ! .true. is substituted to *err* and 
                              ! the program does not abort. 

    namelist /dyn_as83_nml/ r_Sigma
                              ! dyn_as83 モジュール用
                              ! NAMELIST 変数群名.
                              !
                              ! NAMELIST group name for
                              ! 'dyn_as83' module.

    !-----------------------------------
    !  作業変数
    !  Work variables
    integer:: size_r_Sigma_
    real(DP), parameter:: invalid_value_r_Sigma = -999.0_DP
    integer:: stat
    character(STRING):: cause_c
    integer:: unit_nml        ! NAMELIST ファイルオープン用装置番号. 
                              ! Unit number for NAMELIST file open
    integer:: iostat_nml      ! NAMELIST 読み込み時の IOSTAT. 
                              ! IOSTAT of NAMELIST read
    character(*), parameter:: subname = 'DynAS83NmlRead'
  continue
    call BeginSub( subname )
    stat = DC_NOERR
    cause_c = ''

    !-----------------------------------------------------------------
    !  文字型引数を NAMELIST 変数群へ代入
    !  Substitute character arguments to NAMELIST group
    !-----------------------------------------------------------------

    !-----------------------------------------------------------------
    !  無効なデフォルト値を NAMELIST 変数群へ代入
    !  Substitute invalid default values to NAMELIST group
    !-----------------------------------------------------------------
    r_Sigma = invalid_value_r_Sigma

    !----------------------------------------------------------------
    !  NAMELIST ファイルのオープン
    !  Open NAMELIST file
    !----------------------------------------------------------------
    call FileOpen( unit = unit_nml, file = nmlfile, mode = 'r', err = err )                   ! (out)
    if ( present_and_true(err) ) then
      stat = DC_ENOFILEREAD
      cause_c = nmlfile
      goto 999
    end if


    !-----------------------------------------------------------------
    !  NAMELIST 変数群の取得
    !  Get NAMELIST group
    !-----------------------------------------------------------------
    read( unit = unit_nml, nml = dyn_as83_nml, iostat = iostat_nml ) ! (out)
    if ( iostat_nml == 0 ) then
      call MessageNotify( 'M', subname, 'NAMELIST group "%c" is loaded from "%c".', c1='dyn_as83_nml', c2=trim(nmlfile) )
!      write(STDOUT, nml = dyn_as83_nml)  ! Size of r_Sigma is too large.
    else
      call MessageNotify( 'W', subname, 'NAMELIST group "%c" is not found in "%c" (iostat=%d).', c1='dyn_as83_nml', c2=trim(nmlfile), i=(/iostat_nml/) )
    end if

    close( unit_nml )

    if ( all( r_Sigma > - 1.0_DP ) ) then
      call MessageNotify( 'W', subname, 'Array size of "%c" from "%c" exceeds prepared size "%d". ' // 'Edit "%c" manually.', c1='r_Sigma', c2=trim(nmlfile), c3='size_r_Sigma', i=(/size_r_Sigma/) )
      stat = DCPAM_ENMLARRAYINSUFF
      cause_c = 'r_Sigma'
      goto 999
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  NAMELIST 変数群を文字型引数へ代入
    !  Substitute NAMELIST group to character arguments
    !-----------------------------------------------------------------

    !-----------------------------------------------------------------
    !  NAMELIST 変数群を引数へ代入
    !  Substitute NAMELIST group to arguments
    !-----------------------------------------------------------------
    size_r_Sigma_ = size( r_Sigma_ )
    r_Sigma_ = r_Sigma(1:size_r_Sigma_)

    !-----------------------------------------------------------------
    !  終了処理, 例外処理
    !  Termination and Exception handling
    !-----------------------------------------------------------------
999 continue
    call StoreError( stat, subname, err, cause_c )
    call EndSub( subname )
  end subroutine DynAS83NmlRead
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
xyz_U(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: U . 東西風速. Zonal wind
xyz_V(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: V . 南北風速. Meridional wind
xyz_Vor(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: ζ . 渦度. Vorticity
xyz_Div(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: D . 発散. Divergence
xyz_Temp(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: T . 温度. Temperature
xyz_QVap(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: q . 比湿. Specific humidity
xy_GradLonPi(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1) :real(DP), intent(in)
: dπdx
xy_GradLatPi(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1) :real(DP), intent(in)
: dπdy
xyz_UAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: UA . 東西運動量移流項. Zonal advection of momentum
xyz_VAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: VA . 南北運動量移流項. Meridional advection of momentum
xyz_DTempDt(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: H . 温度時間変化項. Temperature tendency
xyz_DQVapDt(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: R . 比湿時間変化項. Specific humidity tendency
xyz_KE(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: E . 運動エネルギー項. Kinematic energy
xyz_TempUAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: UT . 温度東西移流項. Zonal advection of temperature
xyz_TempVAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: VT . 温度南北移流項. Meridional advection of temperature
xy_DPiDt(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1) :real(DP), intent(out)
: Z . 地表面気圧時間変化項. Surface pressure tendency
xyz_QVapUAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: Uq . 比湿東西移流項. Zonal advection of specific humidity
xyz_QVapVAdv(0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: Vq . 比湿南北移流項. Meridional advection of specific humidity
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

非線形項 (非重力波項) を格子点上で計算します.

なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

Non-linear terms (non gravitational terms) are calculated on grid points

If dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

[Source]

  subroutine DynAS83NonLinearOnGrid( dyn_as, xyz_U, xyz_V, xyz_Vor, xyz_Div, xyz_Temp, xyz_QVap, xy_GradLonPi, xy_GradLatPi, xyz_UAdv, xyz_VAdv, xyz_DTempDt, xyz_DQVapDt, xyz_KE, xyz_TempUAdv, xyz_TempVAdv, xy_DPiDt, xyz_QVapUAdv, xyz_QVapVAdv, err )
    !
    ! 非線形項 (非重力波項) を格子点上で計算します.
    !
    ! なお, 与えられた *dyn_as* が Create によって初期設定
    ! されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.
    !
    ! Non-linear terms (non gravitational terms) are calculated on
    ! grid points
    !
    ! If *dyn_as* is not initialized by Create yet,
    ! error is occurred.
    !
    use dc_trace, only: BeginSub, EndSub
    use dc_types, only: STRING, STDOUT, DP
    use dcpam_error, only: StoreError, DC_NOERR, DCPAM_ENOTINIT
    implicit none
    type(DYNAS83), intent(inout):: dyn_as
    real(DP), intent(in):: xyz_U (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ U $ . 東西風速. Zonal wind
    real(DP), intent(in):: xyz_V (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ V $ . 南北風速. Meridional wind
    real(DP), intent(in):: xyz_Vor (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \zeta $ . 渦度. Vorticity
    real(DP), intent(in):: xyz_Div (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ D $ . 発散. Divergence
    real(DP), intent(in):: xyz_Temp (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ T $ . 温度. Temperature
    real(DP), intent(in):: xyz_QVap (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ q $ . 比湿. Specific humidity
    real(DP), intent(in):: xy_GradLonPi (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1)
                              ! $ \DD{\pi}{x} $
    real(DP), intent(in):: xy_GradLatPi (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1)
                              ! $ \DD{\pi}{y} $
    real(DP), intent(out):: xyz_UAdv (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ UA $ . 東西運動量移流項.
                              ! Zonal advection of momentum
    real(DP), intent(out):: xyz_VAdv (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ VA $ . 南北運動量移流項. 
                              ! Meridional advection of momentum
    real(DP), intent(out):: xyz_DTempDt (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ H $ . 温度時間変化項. 
                              ! Temperature tendency
    real(DP), intent(out):: xyz_DQVapDt (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ R $ . 比湿時間変化項. 
                              ! Specific humidity tendency
    real(DP), intent(out):: xyz_KE (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ E $ . 運動エネルギー項. 
                              ! Kinematic energy
    real(DP), intent(out):: xyz_TempUAdv (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ UT $ . 温度東西移流項. 
                              ! Zonal advection of temperature
    real(DP), intent(out):: xyz_TempVAdv (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ VT $ . 温度南北移流項. 
                              ! Meridional advection of temperature
    real(DP), intent(out):: xy_DPiDt (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1)
                              ! $ Z $ . 地表面気圧時間変化項. 
                              ! Surface pressure tendency
    real(DP), intent(out):: xyz_QVapUAdv (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ Uq $ . 比湿東西移流項. 
                              ! Zonal advection of specific humidity
    real(DP), intent(out):: xyz_QVapVAdv (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ Vq $ . 比湿南北移流項. 
                              ! Meridional advection of specific humidity

    logical, intent(out), optional:: err
                              ! 例外処理用フラグ.
                              ! デフォルトでは, この手続き内でエラーが
                              ! 生じた場合, プログラムは強制終了します.
                              ! 引数 *err* が与えられる場合,
                              ! プログラムは強制終了せず, 代わりに
                              ! *err* に .true. が代入されます.
                              !
                              ! Exception handling flag. 
                              ! By default, when error occur in 
                              ! this procedure, the program aborts. 
                              ! If this *err* argument is given, 
                              ! .true. is substituted to *err* and 
                              ! the program does not abort. 

    !-----------------------------------
    !  作業変数
    !  Work variables
    integer:: kmax            ! 鉛直層数. 
                              ! Number of vertical level
    real(DP):: r_Sigma (0:dyn_as%kmax)
                              ! $ \sigma $ レベル (半整数). 
                              ! Half $ \sigma $ level
    real(DP):: z_DelSigma (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \Delta \sigma $ (整数). 
                              ! $ \Delta \sigma $ (Full)
    real(DP):: RPlanet        ! $ a $ . 惑星半径. Radius of planet
    real(DP):: EpsVT          ! $ 1/\epsilon_v - 1 $ . 
    real(DP):: Cp             ! $ C_p $ . 大気定圧比熱. Specific heat of air at constant pressure
    real(DP):: xy_Cori (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1)
                              ! $ f\equiv 2\Omega\sin\varphi $ . 
                              ! コリオリパラメータ. Coriolis parameter
    real(DP):: z_TempAvrXY (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! 平均温度 (整数レベル). 
                              ! Average temperature on full sigma level
    real(DP):: r_TempAvrXY (0:dyn_as%kmax)
                              ! 平均温度 (半整数レベル). 
                              ! Average temperature on half sigma level
    real(DP):: z_TempInpolA (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ a $ . 温度鉛直補間の係数. 
                              ! Coefficient for vertical interpolation of temperature
    real(DP):: z_TempInpolB (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ b $ . 温度鉛直補間の係数. 
                              ! Coefficient for vertical interpolation of temperature
    real(DP):: z_TempInpolKappa (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \kappa $ . 温度鉛直補間の係数. 
                              ! Coefficient for vertical interpolation of temperature
    real(DP):: z_HydroAlpha (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \alpha $ . 静水圧の式の係数. 
                              ! Coefficient in hydrostatic equation.
    real(DP):: z_HydroBeta (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \beta $ . 静水圧の式の係数. 
                              ! Coefficient in hydrostatic equation.

    real(DP):: xyz_PiAdv (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \Dvect{v} \cdot \nabla \pi $ . 
                              ! $ \pi $ の移流. Advection of $ \pi $
    real(DP):: xyz_PiAdvSum (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \sum_k^K(\Dvect{v}\cdot\nabla\pi)\Delta\sigma $ . 
                              ! $ \pi $ 移流の積下げ. Integral downward of advection of $ \pi $
    real(DP):: xyz_DivSum (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \sum_k^K D\Delta\sigma $ .
                              ! 発散の積下げ. Integral downward of divergence
    real(DP):: xyr_SigmaDot (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax)
                              ! $ \dot{\sigma} $ .
                              ! 鉛直流. Vertical flow
    real(DP):: xyr_SigmaDotNonGrav (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax)
                              ! $ \dot{\sigma} $ .
                              ! 鉛直流 (非重力波). Vertical flow (non gravitational)
    real(DP):: xyz_TempEdd (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ T' = T - \bar{T} $ . 
                              ! 温度の擾乱 (整数レベル). Temperature eddy (full level)
    real(DP):: xyr_TempEdd (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax)
                              ! $ \hat{T}' $ . 
                              ! 温度の擾乱 (半整数レベル). Temperature eddy (half level)
    real(DP):: xyz_TempVir (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ T_v $ . 
                              ! 仮温度. Virtual temperature
    real(DP):: xyz_TempVirEdd (0:dyn_as%imax-1, 0:dyn_as%jmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ {T_v}' = T_v - \bar{T} $ . 
                              ! 仮温度の擾乱. Virtual temperature eddy

    integer:: k               ! DO ループ用作業変数
                              ! Work variables for DO loop
    integer:: stat
    character(STRING):: cause_c
    character(*), parameter:: subname = 'DynAS83NonLinearOnGrid'
  continue
    call BeginSub(subname)
    stat = DC_NOERR
    cause_c = ''

    !-----------------------------------------------------------------
    !  初期設定のチェック
    !  Check initialization
    !-----------------------------------------------------------------
    if (.not. dyn_as % initialized) then
      stat = DCPAM_ENOTINIT
      cause_c = 'DYNAS83'
      goto 999
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  *dyn_as* に格納される座標情報, 物理定数の取り出し
    !  Fetch coordinate information and physical constants from *dyn_as*
    !-----------------------------------------------------------------
    kmax = dyn_as % kmax
    r_Sigma = dyn_as % r_Sigma
    z_DelSigma = dyn_as % z_DelSigma
    RPlanet = dyn_as % RPlanet
    EpsVT = dyn_as % EpsVT
    Cp = dyn_as % Cp
    xy_Cori = dyn_as % xy_Cori
    z_TempAvrXY = dyn_as % z_TempAvrXY
    r_TempAvrXY = dyn_as % r_TempAvrXY
    z_TempInpolA = dyn_as % z_TempInpolA
    z_TempInpolB = dyn_as % z_TempInpolB
    z_TempInpolKappa = dyn_as % z_TempInpolKappa
    z_HydroAlpha = dyn_as % z_HydroAlpha
    z_HydroBeta = dyn_as % z_HydroBeta

    !-----------------------------------------------------------------
    !  $ \pi $ の移流, $ \pi $ 移流の積下げ, 発散の積下げの計算
    !  Calculate advection of $ \pi $, integral downward of advection 
    !  of $ \pi $, integral downward of divergence
    !-----------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax-1
      xyz_PiAdv(:,:,k) = ( xyz_U(:,:,k) * xy_GradLonPi + xyz_V(:,:,k) * xy_GradLatPi ) / RPlanet
    enddo

    xyz_PiAdvSum(:,:,kmax-1) = xyz_PiAdv(:,:,kmax-1) * z_DelSigma(kmax-1)
    do k = kmax-2, 0, -1
      xyz_PiAdvSum(:,:,k) = xyz_PiAdvSum(:,:,k+1) + xyz_PiAdv(:,:,k) * z_DelSigma(k)
    enddo

    xyz_DivSum(:,:,kmax-1) = xyz_Div(:,:,kmax-1) * z_DelSigma(kmax-1)
    do k = kmax-2, 0, -1
      xyz_DivSum(:,:,k) = xyz_DivSum(:,:,k+1) + xyz_Div(:,:,k) * z_DelSigma(k)
    enddo

    !-----------------------------------------------------------------
    !  地表面気圧時間変化項 $ Z $ の計算
    !  Calculate surface pressure tendency $ Z $
    !-----------------------------------------------------------------
    xy_DPiDt = - xyz_PiAdvSum(:,:,0)

    !-------------------------------------------------------------------
    !  $ \dot{\sigma} $ の計算
    !  Calculate $ \dot{\sigma} $
    !-------------------------------------------------------------------
    do k = 1, kmax-1
      xyr_SigmaDot(:,:,k) = r_Sigma(k) * ( xyz_PiAdvSum(:,:,0) + xyz_DivSum(:,:,0) ) - ( xyz_PiAdvSum(:,:,k) + xyz_DivSum(:,:,k) )

      xyr_SigmaDotNonGrav(:,:,k) = r_Sigma(k) * xyz_PiAdvSum(:,:,0) - xyz_PiAdvSum(:,:,k)
    enddo

    ! 上下境界値
    ! On upper and lower boundary
    xyr_SigmaDot(:,:,0)    = 0.0_DP
    xyr_SigmaDot(:,:,kmax) = 0.0_DP
    xyr_SigmaDotNonGrav(:,:,0)    = 0.0_DP
    xyr_SigmaDotNonGrav(:,:,kmax) = 0.0_DP

    !-------------------------------------------------------------------
    !  温度の擾乱 (整数レベル), 仮温度, 仮温度の擾乱の計算
    !  Calculate temperature eddy (full level), virtual temperature, 
    !  virtual temperature eddy
    !-------------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax-1
      xyz_TempVir(:,:,k) = xyz_Temp(:,:,k) * ( 1.0_DP + ( EpsVT * xyz_QVap(:,:,k) ) )

      xyz_TempEdd(:,:,k) = xyz_Temp(:,:,k) - z_TempAvrXY(k)
      xyz_TempVirEdd(:,:,k) = xyz_TempVir(:,:,k) - z_TempAvrXY(k)
    enddo

    !-------------------------------------------------------------------
    !  温度の擾乱 (半整数レベル) の計算
    !  Calculate temperature eddy (half level)
    !-------------------------------------------------------------------
    xyr_TempEdd(:,:,0) = 0.0_DP
    xyr_TempEdd(:,:,kmax) = 0.0_DP
    do k = 1, kmax-1
      xyr_TempEdd(:,:,k) = z_TempInpolA(k)   * xyz_Temp(:,:,k) + z_TempInpolB(k-1) * xyz_Temp(:,:,k-1) - r_TempAvrXY(k)
    enddo

    !-----------------------------------------------------------------
    !  東西運動量移流項, 南北運動量移流項の計算
    !  Calculate advection of zonal momentum and meridional momentum
    !-----------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax-1
      xyz_UAdv(:,:,k) = ( xyz_Vor(:,:,k) + xy_Cori ) * xyz_V(:,:,k) - Cp * z_TempInpolKappa(k) * xyz_TempVirEdd(:,:,k) * xy_GradLonPi / RPlanet

      xyz_VAdv(:,:,k) = - ( xyz_Vor(:,:,k) + xy_Cori ) * xyz_U(:,:,k) - Cp * z_TempInpolKappa(k) * xyz_TempVirEdd(:,:,k) * xy_GradLatPi / RPlanet
    end do

    do k = 1, kmax-1
      xyz_UAdv(:,:,k) = xyz_UAdv(:,:,k) - 1.0_DP / ( 2.0_DP * z_DelSigma(k) ) * xyr_SigmaDot(:,:,k) * ( xyz_U(:,:,k-1) - xyz_U(:,:,k) )

      xyz_VAdv(:,:,k) = xyz_VAdv(:,:,k) - 1.0_DP / ( 2.0_DP * z_DelSigma(k) ) * xyr_SigmaDot(:,:,k) * ( xyz_V(:,:,k-1) - xyz_V(:,:,k) )
    end do

    do k = 0, kmax-2
      xyz_UAdv(:,:,k) = xyz_UAdv(:,:,k) - 1.0_DP / ( 2.0_DP * z_DelSigma(k) ) * xyr_SigmaDot(:,:,k+1) * ( xyz_U(:,:,k) - xyz_U(:,:,k+1) )

      xyz_VAdv(:,:,k) = xyz_VAdv(:,:,k) - 1.0_DP / ( 2.0_DP * z_DelSigma(k) ) * xyr_SigmaDot(:,:,k+1) * ( xyz_V(:,:,k) - xyz_V(:,:,k+1) )
    end do

    !-------------------------------------------------------------------
    !  運動エネルギー項 (仮温度補正含む) の計算
    !  Calculate kinematic energy term 
    !  (including virtual temperature correction)
    !-------------------------------------------------------------------
    xyz_KE = 0.0_DP

    xyz_KE(:,:,0) = Cp * z_HydroAlpha(0) * ( xyz_TempVir(:,:,0) - xyz_Temp(:,:,0) )

    do k = 1, kmax-1
      xyz_KE(:,:,k) = xyz_KE(:,:,k-1) + Cp * z_HydroAlpha(k) * ( xyz_TempVir(:,:,k) - xyz_Temp(:,:,k) ) + Cp * z_HydroBeta(k-1) * ( xyz_TempVir(:,:,k-1) - xyz_Temp(:,:,k-1) )
    enddo

    xyz_KE = xyz_KE + ( xyz_U**2 + xyz_V**2 ) / 2.0_DP


    !-------------------------------------------------------------------
    !  温度東西移流項, 温度南北移流項の計算
    !  Calculate zonal and meridional advection of temperature
    !-------------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax-1
      xyz_TempUAdv(:,:,k) =  xyz_U(:,:,k) * xyz_TempEdd(:,:,k)
      xyz_TempVAdv(:,:,k) =  xyz_V(:,:,k) * xyz_TempEdd(:,:,k)
    end do

    !-------------------------------------------------------------------
    !  温度の時間変化項 $ H $ の計算
    !  Calculate temperature tendency term $ H $
    !-------------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax-1
      xyz_DTempDt(:,:,k) = xyz_TempEdd(:,:,k) * xyz_Div(:,:,k) + z_TempInpolKappa(k) * xyz_TempVir(:,:,k) * xyz_PiAdv(:,:,k) - z_HydroAlpha(k) / z_DelSigma(k) * ( xyz_TempVir(:,:,k) * xyz_PiAdvSum(:,:,k) + xyz_TempVirEdd(:,:,k) * xyz_DivSum(:,:,k) )
    enddo

    do k = 1, kmax-1
      xyz_DTempDt(:,:,k) = xyz_DTempDt(:,:,k) - xyr_SigmaDot(:,:,k) / z_DelSigma(k) * ( xyr_TempEdd(:,:,k) - xyz_TempEdd(:,:,k) ) - xyr_SigmaDotNonGrav(:,:,k) / z_DelSigma(k) * ( r_TempAvrXY(k) - z_TempAvrXY(k) )
    enddo

    do k = 0, kmax-2
      xyz_DTempDt(:,:,k) = xyz_DTempDt(:,:,k) - xyr_SigmaDot(:,:,k+1) / z_DelSigma(k) * ( xyz_TempEdd(:,:,k) - xyr_TempEdd(:,:,k+1) ) - xyr_SigmaDotNonGrav(:,:,k+1) / z_DelSigma(k) * ( z_TempAvrXY(k) - r_TempAvrXY(k+1) ) - z_HydroBeta(k) / z_DelSigma(k) * (   xyz_TempVir(:,:,k) * xyz_PiAdvSum(:,:,k+1) + xyz_TempVirEdd(:,:,k) * xyz_DivSum(:,:,k+1) )
    enddo

    !-------------------------------------------------------------------
    !  比湿東西移流項, 比湿南北移流項の計算
    !  Calculate zonal and meridional advection of specific humidity
    !-------------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax-1
      xyz_QVapUAdv(:,:,k) =  xyz_U(:,:,k) * xyz_QVap(:,:,k)
      xyz_QVapVAdv(:,:,k) =  xyz_V(:,:,k) * xyz_QVap(:,:,k)
    end do

    !-------------------------------------------------------------------
    !  比湿時間変化項 $ R $ の計算
    !  Calculate specific humidity tendency $ R $
    !-------------------------------------------------------------------
    xyz_DQVapDt = xyz_QVap * xyz_Div

    do k = 1, kmax-1
      xyz_DQVapDt(:,:,k) = xyz_DQVapDt(:,:,k) - xyr_SigmaDot(:,:,k) / ( 2.0_DP * z_DelSigma(k) ) * ( xyz_QVap(:,:,k-1)  - xyz_QVap(:,:,k) )
    enddo

    do k = 0, kmax-2
      xyz_DQVapDt(:,:,k) = xyz_DQVapDt(:,:,k) - xyr_SigmaDot(:,:,k+1) / ( 2.0_DP * z_DelSigma(k) ) * ( xyz_QVap(:,:,k) - xyz_QVap(:,:,k+1) )
    enddo

    !-----------------------------------------------------------------
    !  終了処理, 例外処理
    !  Termination and Exception handling
    !-----------------------------------------------------------------
999 continue
    call StoreError(stat, subname, err, cause_c)
    call EndSub(subname)
  end subroutine DynAS83NonLinearOnGrid
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(in)
unit :integer, intent(in), optional
: 出力先の装置番号. デフォルトの出力先は標準出力.

Unit number for output. Default value is standard output.

indent :character(*), intent(in), optional
: 表示されるメッセージの字下げ.

Indent of displayed messages.

err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

引数 dyn_as 内の情報を印字します. デフォルトでは標準出力に印字します. unit に装置番号を していすることで, 出力先を変更することが可能です.

Print information of dyn_as. By default messages are output to standard output. Unit number for output can be changed by unit argument.

[Source]

  subroutine DynAS83PutLine( dyn_as, unit, indent, err )
    !
    ! 引数 *dyn_as* 内の情報を印字します.
    ! デフォルトでは標準出力に印字します. *unit* に装置番号を
    ! していすることで, 出力先を変更することが可能です.
    !
    ! Print information of *dyn_as*.
    ! By default messages are output to standard output.
    ! Unit number for output can be changed by *unit* argument.
    !
    use dc_types, only: STRING, STDOUT
    use dc_date, only: toChar
    use dc_trace, only: BeginSub, EndSub
    use dc_string, only: Printf
    use dcpam_error, only: StoreError, DC_NOERR, DCPAM_ENOTINIT
    use dyn_matrix, only: PutLine
    implicit none
    type(DYNAS83), intent(in):: dyn_as
    integer, intent(in), optional:: unit
                              ! 出力先の装置番号.
                              ! デフォルトの出力先は標準出力.
                              !
                              ! Unit number for output.
                              ! Default value is standard output.
    character(*), intent(in), optional:: indent
                              ! 表示されるメッセージの字下げ.
                              !
                              ! Indent of displayed messages.
    logical, intent(out), optional:: err
                              ! 例外処理用フラグ.
                              ! デフォルトでは, この手続き内でエラーが
                              ! 生じた場合, プログラムは強制終了します.
                              ! 引数 *err* が与えられる場合,
                              ! プログラムは強制終了せず, 代わりに
                              ! *err* に .true. が代入されます.
                              !
                              ! Exception handling flag. 
                              ! By default, when error occur in 
                              ! this procedure, the program aborts. 
                              ! If this *err* argument is given, 
                              ! .true. is substituted to *err* and 
                              ! the program does not abort. 

    integer:: stat
    integer:: out_unit
    character(STRING):: cause_c
    integer:: indent_len
    character(STRING):: indent_str
!!$    integer:: xy_minpos(1:2), xy_maxpos(1:2)
!!$    integer:: xy_lbound(1:2), xy_ubound(1:2)
!!$    integer:: wz_minpos(1:2), wz_maxpos(1:2)
!!$    integer:: wz_lbound(1:2), wz_ubound(1:2)
    character(len = *), parameter:: subname = 'DynAS83PutLine'
  continue
    call BeginSub(subname)
    stat = DC_NOERR
    cause_c = ''

    !-----------------------------------------------------------------
    !  初期設定のチェック
    !  Check initialization
    !-----------------------------------------------------------------
    if (present(unit)) then
      out_unit = unit
    else
      out_unit = STDOUT
    end if

    indent_len = 0
    indent_str = ''
    if (present(indent)) then
      if (len(indent) /= 0) then
        indent_len = len(indent)
        indent_str(1:indent_len) = indent
      end if
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  "DYNAS83" の設定の印字
    !  Print the settings for "DYNAS83"
    !-----------------------------------------------------------------
    if (dyn_as % initialized) then
      call Printf(out_unit, indent_str(1:indent_len) // '#<DYNAS83:: @initialized=%y @nmax=%d @imax=%d @jmax=%d @kmax=%d', i=(/dyn_as % nmax, dyn_as % imax, dyn_as % jmax, dyn_as % kmax/), l=(/dyn_as % initialized/))

      call Printf(out_unit, indent_str(1:indent_len) // ' @PI=%f @RPlanet=%f @Omega=%f @Grav=%f', d=(/dyn_as % PI, dyn_as % RPlanet, dyn_as % Omega, dyn_as % Grav/))

      call Printf(out_unit, indent_str(1:indent_len) // ' @Cp=%f @RAir=%f @EpsVT=%f @Kappa=%f', d=(/dyn_as % Cp, dyn_as % RAir, dyn_as % EpsVT, dyn_as % Kappa/))

      call Printf(out_unit, indent_str(1:indent_len) // ' @EFoldTime=%f @DelTime=%f', d=(/dyn_as % EFoldTime, dyn_as % DelTime/))

      call PutLine(dyn_as % dyn_mtx, out_unit, indent_str(1:indent_len) // ' ', err)

!!$      xy_lbound = lbound(dyn_as % xy_Cori)
!!$      xy_ubound = ubound(dyn_as % xy_Cori)
!!$      xy_minpos = minloc(dyn_as % xy_Cori)
!!$      xy_maxpos = maxloc(dyn_as % xy_Cori)
!!$
!!$      xy_minpos(1) = xy_minpos(1) + xy_lbound(1) - 1
!!$      xy_minpos(2) = xy_minpos(2) + xy_lbound(2) - 1
!!$      xy_maxpos(1) = xy_maxpos(1) + xy_lbound(1) - 1
!!$      xy_maxpos(2) = xy_maxpos(2) + xy_lbound(2) - 1
!!$
!!$      call Printf(out_unit, &
!!$        & '          @xy_Cori(%d,%d)=%f .. xy_Cori(%d,%d)=%f, ' // &
!!$        &            '[min:xy_Cori(%d,%d)=%f, max:xy_Cori(%d,%d)=%f]', &
!!$        & i=(/xy_lbound(1), xy_lbound(2), xy_ubound(1), xy_ubound(2), &
!!$        &     xy_minpos(1), xy_minpos(2), xy_maxpos(1), xy_maxpos(2)/), &
!!$        & d=(/dyn_as % xy_Cori(xy_lbound(1), xy_lbound(2)), &
!!$        &     dyn_as % xy_Cori(xy_ubound(1), xy_ubound(2)), &
!!$        &     dyn_as % xy_Cori(xy_minpos(1), xy_minpos(2)), &
!!$        &     dyn_as % xy_Cori(xy_maxpos(1), xy_maxpos(2))/))
!!$
!!$      xy_lbound = lbound(dyn_as % xy_UVFact)
!!$      xy_ubound = ubound(dyn_as % xy_UVFact)
!!$      xy_minpos = minloc(dyn_as % xy_UVFact)
!!$      xy_maxpos = maxloc(dyn_as % xy_UVFact)
!!$
!!$      xy_minpos(1) = xy_minpos(1) + xy_lbound(1) - 1
!!$      xy_minpos(2) = xy_minpos(2) + xy_lbound(2) - 1
!!$      xy_maxpos(1) = xy_maxpos(1) + xy_lbound(1) - 1
!!$      xy_maxpos(2) = xy_maxpos(2) + xy_lbound(2) - 1
!!$
!!$      call Printf(out_unit, &
!!$        & '          @xy_UVFact(%d,%d)=%f .. xy_UVFact(%d,%d)=%f, ' // &
!!$        &            '[min:xy_UVFact(%d,%d)=%f, max:xy_UVFact(%d,%d)=%f]', &
!!$        & i=(/xy_lbound(1), xy_lbound(2), xy_ubound(1), xy_ubound(2), &
!!$        &     xy_minpos(1), xy_minpos(2), xy_maxpos(1), xy_maxpos(2)/), &
!!$        & d=(/dyn_as % xy_UVFact(xy_lbound(1), xy_lbound(2)), &
!!$        &     dyn_as % xy_UVFact(xy_ubound(1), xy_ubound(2)), &
!!$        &     dyn_as % xy_UVFact(xy_minpos(1), xy_minpos(2)), &
!!$        &     dyn_as % xy_UVFact(xy_maxpos(1), xy_maxpos(2))/))
!!$
!!$
!!$      wz_lbound = lbound(dyn_as % wz_DiffVorDiv)
!!$      wz_ubound = ubound(dyn_as % wz_DiffVorDiv)
!!$      wz_minpos = minloc(dyn_as % wz_DiffVorDiv)
!!$      wz_maxpos = maxloc(dyn_as % wz_DiffVorDiv)
!!$
!!$      wz_minpos(1) = wz_minpos(1) + wz_lbound(1) - 1
!!$      wz_minpos(2) = wz_minpos(2) + wz_lbound(2) - 1
!!$      wz_maxpos(1) = wz_maxpos(1) + wz_lbound(1) - 1
!!$      wz_maxpos(2) = wz_maxpos(2) + wz_lbound(2) - 1
!!$
!!$      call Printf(out_unit, &
!!$        & '          @wz_DiffVorDiv(%d,%d)=%f .. wz_DiffVorDiv(%d,%d)=%f, ' // &
!!$        &            '[min:wz_DiffVorDiv(%d,%d)=%f, max:wz_DiffVorDiv(%d,%d)=%f]', &
!!$        & i=(/wz_lbound(1), wz_lbound(2), wz_ubound(1), wz_ubound(2), &
!!$        &     wz_minpos(1), wz_minpos(2), wz_maxpos(1), wz_maxpos(2)/), &
!!$        & d=(/dyn_as % wz_DiffVorDiv(wz_lbound(1), wz_lbound(2)), &
!!$        &     dyn_as % wz_DiffVorDiv(wz_ubound(1), wz_ubound(2)), &
!!$        &     dyn_as % wz_DiffVorDiv(wz_minpos(1), wz_minpos(2)), &
!!$        &     dyn_as % wz_DiffVorDiv(wz_maxpos(1), wz_maxpos(2))/))
!!$
!!$
!!$      wz_lbound = lbound(dyn_as % wz_DiffTherm)
!!$      wz_ubound = ubound(dyn_as % wz_DiffTherm)
!!$      wz_minpos = minloc(dyn_as % wz_DiffTherm)
!!$      wz_maxpos = maxloc(dyn_as % wz_DiffTherm)
!!$
!!$      wz_minpos(1) = wz_minpos(1) + wz_lbound(1) - 1
!!$      wz_minpos(2) = wz_minpos(2) + wz_lbound(2) - 1
!!$      wz_maxpos(1) = wz_maxpos(1) + wz_lbound(1) - 1
!!$      wz_maxpos(2) = wz_maxpos(2) + wz_lbound(2) - 1
!!$
!!$      call Printf(out_unit, &
!!$        & '          @wz_DiffTherm(%d,%d)=%f .. wz_DiffTherm(%d,%d)=%f, ' // &
!!$        &            '[min:wz_DiffTherm(%d,%d)=%f, max:wz_DiffTherm(%d,%d)=%f]', &
!!$        & i=(/wz_lbound(1), wz_lbound(2), wz_ubound(1), wz_ubound(2), &
!!$        &     wz_minpos(1), wz_minpos(2), wz_maxpos(1), wz_maxpos(2)/), &
!!$        & d=(/dyn_as % wz_DiffTherm(wz_lbound(1), wz_lbound(2)), &
!!$        &     dyn_as % wz_DiffTherm(wz_ubound(1), wz_ubound(2)), &
!!$        &     dyn_as % wz_DiffTherm(wz_minpos(1), wz_minpos(2)), &
!!$        &     dyn_as % wz_DiffTherm(wz_maxpos(1), wz_maxpos(2))/))
!!$
      call Printf(out_unit, indent_str(1:indent_len) // '>')

    else
      call Printf(out_unit, indent_str(1:indent_len) // '#<DYNAS83:: @initialized=%y>', l=(/dyn_as % initialized/))
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  終了処理, 例外処理
    !  Termination and Exception handling
    !-----------------------------------------------------------------
999 continue
    call StoreError(stat, subname, err, cause_c)
    call EndSub(subname)
  end subroutine DynAS83PutLine
Subroutine :
dyn_as :type(DYNAS83), intent(inout)
wz_DVorDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dζdt(t) . 渦度変化 (スペクトル). Vorticity tendency (spectral)
wz_DDivDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dDdt(t) . 発散変化 (スペクトル). Divergence tendency (spectral)
wz_DTempDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dTdt(t) . 温度変化 (スペクトル). Temperature tendency (spectral)
wz_DQVapDtN((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: dqdt(t) . 比湿変化 (スペクトル). Specific humidity tendency (spectral)
w_DPiDtN((dyn_as%nmax+1)**2) :real(DP), intent(in)
: dPsdt(t) . 地表面気圧変化 (スペクトル). Surface pressure tendency (spectral)
wz_VorB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: ζ(t-Δt) . 渦度 (スペクトル). Vorticity (spectral)
wz_DivB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: D(t-Δt) . 発散 (スペクトル). Divergence (spectral)
wz_TempB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: T(t-Δt) . 温度 (スペクトル). Temperature (spectral)
wz_QVapB((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(in)
: q(t-Δt) . 比湿 (スペクトル). Specific humidity (spectral)
w_PiB((dyn_as%nmax+1)**2) :real(DP), intent(in)
: π=lnPs(t-Δt) . 地表面気圧 (スペクトル). Surface pressure (spectral)
wz_VorA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: ζ(t+Δt) . 渦度 (スペクトル). Vorticity (spectral)
wz_DivA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: D(t+Δt) . 発散 (スペクトル). Divergence (spectral)
wz_TempA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: T(t+Δt) . 温度 (スペクトル). Temperature (spectral)
wz_QVapA((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1) :real(DP), intent(out)
: q(t+Δt) . 比湿 (スペクトル). Specific humidity (spectral)
w_PiA((dyn_as%nmax+1)**2) :real(DP), intent(out)
: π=lnPs(t+Δt) . 地表面気圧 (スペクトル). Surface pressure (spectral)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

時間積分を行い, 時刻 t の物理量の時間変化と t-Δt の物理量から 時刻 t+Δt の物理量を計算します.

時間積分法にはリープフロッグスキームを用いています. ただし拡散項には前方差分を用いています. さらに Δt を大きくとるために, 重力波項に セミインプリシット法を適用しています.

なお, 与えられた dyn_asCreate によって初期設定 されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.

With time integration, calculate physical values at t+Δt from tendency at t and physical values at t-Δt .

Leap-frog scheme is used as time integration. And forward difference is used to diffusion terms. In addition, semi-implicit scheme is applied for extension of Δt .

If dyn_as is not initialized by Create yet, error is occurred.

[Source]

  subroutine DynAS83TimeIntegration( dyn_as, wz_DVorDtN, wz_DDivDtN, wz_DTempDtN, wz_DQVapDtN, w_DPiDtN, wz_VorB,    wz_DivB,    wz_TempB,    wz_QVapB,    w_PiB, wz_VorA,    wz_DivA,    wz_TempA,    wz_QVapA,    w_PiA, err )
    !
    ! 時間積分を行い, 
    ! 時刻 $ t $ の物理量の時間変化と $ t-\Delta t$ の物理量から
    ! 時刻 $ t+\Delta t $ の物理量を計算します.
    !
    ! 時間積分法にはリープフロッグスキームを用いています. 
    ! ただし拡散項には前方差分を用いています. 
    ! さらに $ \Delta t $ を大きくとるために, 重力波項に 
    ! セミインプリシット法を適用しています.
    ! 
    ! なお, 与えられた *dyn_as* が Create によって初期設定
    ! されていない場合, プログラムはエラーを発生させます.
    !
    ! With time integration, calculate physical values at $ t+\Delta t $
    ! from tendency at $ t $ and physical values at $ t-\Delta t $ .
    !
    ! Leap-frog scheme is used as time integration.
    ! And forward difference is used to diffusion terms.
    ! In addition, semi-implicit scheme is applied 
    ! for extension of $ \Delta t $ .
    !
    ! If *dyn_as* is not initialized by Create yet,
    ! error is occurred.
    !
    use dc_trace, only: BeginSub, EndSub
    use dc_types, only: STRING, STDOUT, DP
    use dcpam_error, only: StoreError, DC_NOERR, DCPAM_ENOTINIT
    use dyn_matrix, only: Solve
    implicit none
    type(DYNAS83), intent(inout):: dyn_as
    real(DP), intent(in):: wz_DVorDtN ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \DD{\zeta}{t} (t) $ . 渦度変化 (スペクトル). 
                              ! Vorticity tendency (spectral)
    real(DP), intent(in):: wz_DDivDtN ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \DD{D}{t} (t) $ . 発散変化 (スペクトル). 
                              ! Divergence tendency (spectral)
    real(DP), intent(in):: wz_DTempDtN ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \DD{T}{t} (t) $ . 温度変化 (スペクトル). 
                              ! Temperature tendency (spectral)
    real(DP), intent(in):: wz_DQVapDtN ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \DD{q}{t} (t) $ . 比湿変化 (スペクトル). 
                              ! Specific humidity tendency (spectral)
    real(DP), intent(in):: w_DPiDtN ((dyn_as%nmax+1)**2)
                              ! $ \DD{Ps}{t} (t) $ . 地表面気圧変化 (スペクトル). 
                              ! Surface pressure tendency (spectral)
    real(DP), intent(in):: wz_VorB ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \zeta (t-\Delta t) $ . 渦度 (スペクトル). 
                              ! Vorticity (spectral)
    real(DP), intent(in):: wz_DivB ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ D (t-\Delta t) $ . 発散 (スペクトル). 
                              ! Divergence (spectral)
    real(DP), intent(in):: wz_TempB ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ T (t-\Delta t) $ . 温度 (スペクトル). 
                              ! Temperature (spectral)
    real(DP), intent(in):: w_PiB ((dyn_as%nmax+1)**2)
                              ! $ \pi = \ln P_s (t-\Delta t) $ . 地表面気圧 (スペクトル). 
                              ! Surface pressure (spectral)
    real(DP), intent(in):: wz_QVapB ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ q (t-\Delta t) $ . 比湿 (スペクトル). 
                              ! Specific humidity (spectral)
    real(DP), intent(out):: wz_VorA ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \zeta (t+\Delta t) $ . 渦度 (スペクトル). 
                              ! Vorticity (spectral)
    real(DP), intent(out):: wz_DivA ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ D (t+\Delta t) $ . 発散 (スペクトル). 
                              ! Divergence (spectral)
    real(DP), intent(out):: wz_TempA ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ T (t+\Delta t) $ . 温度 (スペクトル). 
                              ! Temperature (spectral)
    real(DP), intent(out):: w_PiA ((dyn_as%nmax+1)**2)
                              ! $ \pi = \ln P_s (t+\Delta t) $ . 地表面気圧 (スペクトル). 
                              ! Surface pressure (spectral)
    real(DP), intent(out):: wz_QVapA ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ q (t+\Delta t) $ . 比湿 (スペクトル). 
                              ! Specific humidity (spectral)
    logical, intent(out), optional:: err
                              ! 例外処理用フラグ.
                              ! デフォルトでは, この手続き内でエラーが
                              ! 生じた場合, プログラムは強制終了します.
                              ! 引数 *err* が与えられる場合,
                              ! プログラムは強制終了せず, 代わりに
                              ! *err* に .true. が代入されます.
                              !
                              ! Exception handling flag. 
                              ! By default, when error occur in 
                              ! this procedure, the program aborts. 
                              ! If this *err* argument is given, 
                              ! .true. is substituted to *err* and 
                              ! the program does not abort. 

    !-----------------------------------
    !  作業変数
    !  Work variables
    integer:: kmax            ! 鉛直層数. 
                              ! Number of vertical level
    real(DP):: RPlanet        ! $ a $ .   惑星半径.       Radius of planet
    real(DP):: Cp             ! $ C_p $ . 大気定圧比熱.   Specific heat of air at constant pressure
    real(DP):: DelTime        ! $ \Delta t $ . タイムステップ. Time step
    real(DP):: z_HydroAlpha (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \alpha $ . 静水圧の式の係数. 
                              ! Coefficient in hydrostatic equation.
    real(DP):: z_HydroBeta (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \beta $ . 静水圧の式の係数. 
                              ! Coefficient in hydrostatic equation.

    real(DP):: wz_DiffVorDiv ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ -K_{HD} [(-1)^{N_D/2}\nabla^{N_D}- (2/a^2)^{N_D/2}] $ . 
                              ! 運動量水平拡散係数. 
                              ! Coefficient of horizontal momentum diffusion
    real(DP):: wz_DiffTherm ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ -(-1)^{N_D/2}K_{HD}\nabla^{N_D} $ . 
                              ! 熱, 水水平拡散係数. 
                              ! Coefficient of horizontal thermal and water diffusion
    real(DP):: wz_rn ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ -n \times (n+1) $ . ラプラシアンの係数. 
                              ! Laplacian coefficient
                              !
    real(DP):: w_Phis ((dyn_as%nmax+1)**2)
                              ! $ \Phi_s $ . 地表ジオポテンシャル. 
                              ! Surface geo-potential
    real(DP):: z_siMtxG (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ G = C_p \kappa T $
    real(DP):: zz_siMtxH (0:dyn_as%kmax-1, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ h = QS - R $
    real(DP):: z_DelSigma (0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \Delta \sigma $ (整数). 
                              ! $ \Delta \sigma $ (Full)

    real(DP):: wz_siTempW ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! 温度 (セミインプリシット法のための作業変数). 
                              ! Temperature (work variable for semi-implicit scheme)
    real(DP):: wz_siDTempDtW ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \DD{T}{t} (t) $ . 温度変化 (スペクトル) の作業変数. 
                              ! Temperature tendency (spectral) work variable

!!$    real(DP):: wz_siPiW ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
    real(DP):: w_siPiW ((dyn_as%nmax+1)**2)
                              ! $ \pi $ (セミインプリシット法のための作業変数). 
                              ! $ \pi $ (work variable for semi-implicit scheme)
    real(DP):: w_siDPiDtW ((dyn_as%nmax+1)**2)
                              ! $ \DD{Ps}{t} (t) $ . 地表面気圧変化 (スペクトル). 
                              ! Surface pressure tendency (spectral)
    real(DP):: wz_siPhiW ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! $ \Phi $ (セミインプリシット法のための作業変数). 
                              ! $ \Phi $ (work variable for semi-implicit scheme)
    real(DP):: wz_siDivAvrTime ((dyn_as%nmax+1)**2, 0:dyn_as%kmax-1)
                              ! 時間平均の $ \Dvect{D} $ (セミインプリシット法のための作業変数). 
                              ! Time average $ \Dvect{D} $ (work variable for semi-implicit scheme)

    integer:: k, kk           ! DO ループ用作業変数
                              ! Work variables for DO loop
    integer:: stat
    character(STRING):: cause_c
    character(*), parameter:: subname = 'DynAS83TimeIntegration'
  continue
    call BeginSub(subname)
    stat = DC_NOERR
    cause_c = ''

    !-----------------------------------------------------------------
    !  初期設定のチェック
    !  Check initialization
    !-----------------------------------------------------------------
    if (.not. dyn_as % initialized) then
      stat = DCPAM_ENOTINIT
      cause_c = 'DYNAS83'
      goto 999
    end if

    !-----------------------------------------------------------------
    !  *dyn_as* に格納される物理定数, $ \Delta t $ の取り出し
    !  Fetch physical constant, $ \Delta t $ from *dyn_as*
    !-----------------------------------------------------------------
    kmax = dyn_as % kmax
    RPlanet = dyn_as % RPlanet
    Cp = dyn_as % Cp
    DelTime = dyn_as % DelTime
    z_DelSigma = dyn_as % z_DelSigma
    z_HydroAlpha = dyn_as % z_HydroAlpha
    z_HydroBeta = dyn_as % z_HydroBeta
    wz_rn = dyn_as % wz_rn
    wz_DiffVorDiv = dyn_as % wz_DiffVorDiv
    wz_DiffTherm = dyn_as % wz_DiffTherm
    w_Phis = dyn_as % w_Phis
    z_siMtxG = dyn_as % z_siMtxG
    zz_siMtxH = dyn_as % zz_siMtxH

    !-----------------------------------------------------------------
    !  非重力波項の仮積分
    !  Integration non gravitational terms temporarily
    !-----------------------------------------------------------------
    wz_siTempW = wz_TempB * ( 1.0_DP - DelTime * wz_DiffTherm ) + wz_DTempDtN * DelTime

    w_siPiW = w_PiB + w_DPiDtN * DelTime

    !-----------------------------------------------------------------
    !  ジオポテンシャルの計算
    !  Calculate geopotential
    !-----------------------------------------------------------------
    wz_siPhiW (:,0) = Cp * z_HydroAlpha(0) * wz_siTempW (:,0)

    do k = 1, kmax-1
      wz_siPhiW (:,k) = wz_siPhiW(:,k-1) + Cp * z_HydroAlpha(k) * wz_siTempW (:,k) + Cp * z_HydroBeta (k-1) * wz_siTempW (:,k-1)
    end do

    !-----------------------------------------------------------------
    !  発散方程式の右辺の計算
    !  Calculate right side of divergence equation
    !-----------------------------------------------------------------
    do k = 0, kmax-1
      wz_siDivAvrTime(:,k) = wz_DivB(:,k) * ( 1.0_DP + DelTime * wz_DiffVorDiv(:,k) ) * ( 1.0_DP + DelTime * 2.0_DP * wz_DiffTherm(:,k) ) + DelTime * (   wz_DDivDtN(:,k) - wz_rn(:,k) / RPlanet**2 * (   wz_siPhiW(:,k) + ( 1.0_DP + DelTime * 2.0_DP * wz_DiffTherm(:,k) ) * ( w_Phis + w_siPiW * z_siMtxG(k) ) ) )
    end do


    !-----------------------------------------------------------------
    !  時間平均の $ \Dvect{D} $ を LU 行列で解く
    !  Solve time average $ \Dvect{D} $ with LU matrix
    !-----------------------------------------------------------------
    call Solve( dyn_mtx = dyn_as % dyn_mtx, wz_RSVector2Solution = wz_siDivAvrTime ) ! (inout)

    !-----------------------------------------------------------------
    !  温度, 地表気圧の時間変化項の計算
    !  Calculate tendency of temperature and surface pressure
    !-----------------------------------------------------------------
    wz_siDTempDtW = wz_DTempDtN
    do k = 0, kmax-1
      do kk = 0, kmax-1
          wz_siDTempDtW(:,k) = wz_siDTempDtW(:,k) - zz_siMtxH(k,kk) * wz_siDivAvrTime(:,kk)
      end do
    end do

    w_siDPiDtW = w_DPiDtN
    do kk = 0, kmax-1
        w_siDPiDtW = w_siDPiDtW - z_DelSigma(kk) * wz_siDivAvrTime(:,kk)
    end do

    !-----------------------------------------------------------------
    !  時間積分. 拡散は前方差分
    !  Time integration. Forward difference is applied to diffusion
    !-----------------------------------------------------------------

    !-------------------------------
    !  渦度. Vorticity
    wz_VorA = ( wz_VorB + wz_DVorDtN * DelTime * 2.0_DP ) / ( 1.0_DP + DelTime * 2.0_DP * wz_DiffVorDiv )

    !-------------------------------
    !  発散. Divergence
    wz_DivA  = wz_siDivAvrTime * 2.0_DP - wz_DivB

    !-------------------------------
    !  温度. Temperature
    wz_TempA = ( wz_TempB + wz_siDTempDtW * DelTime * 2.0_DP ) / ( 1.0_DP + DelTime * 2.0_DP * wz_DiffTherm )

    !-------------------------------
    !  比湿. Specific humidity
    wz_QVapA = ( wz_QVapB + wz_DQVapDtN * DelTime * 2.0_DP ) / ( 1.0_DP + DelTime * 2.0_DP * wz_DiffTherm )

    !-------------------------------
    !  地表面気圧. Surface pressure
    w_PiA  = w_PiB + w_siDPiDtW * DelTime * 2.0_DP

    !-----------------------------------------------------------------
    !  終了処理, 例外処理
    !  Termination and Exception handling
    !-----------------------------------------------------------------
999 continue
    call StoreError(stat, subname, err, cause_c)
    call EndSub(subname)
  end subroutine DynAS83TimeIntegration
NmlRead( nmlfile, r_Sigma_, [err] )
Subroutine :
nmlfile :character(*), intent(in)
: NAMELIST ファイルの名称. NAMELIST file name
r_Sigma_(:) :real(DP), intent(inout)
err :logical, intent(out), optional
: 例外処理用フラグ. デフォルトでは, この手続き内でエラーが 生じた場合, プログラムは強制終了します. 引数 err が与えられる場合, プログラムは強制終了せず, 代わりに err に .true. が代入されます.

Exception handling flag. By default, when error occur in this procedure, the program aborts. If this err argument is given, .true. is substituted to err and the program does not abort.

NAMELIST ファイル nmlfile から値を入力するための 内部サブルーチンです. Create 内で呼び出されることを 想定しています.

値が NAMELIST ファイル内で指定されていない場合には, 入力された値がそのまま返ります.

なお, nmlfile に空文字が与えられた場合, または 与えられた nmlfile を読み込むことができない場合, プログラムはエラーを発生させます.

This is an internal subroutine to input values from NAMELIST file nmlfile. This subroutine is expected to be called by "Create".

A value not specified in NAMELIST file is returned without change.

If nmlfile is empty, or nmlfile can not be read, error is occurred.

This procedure input/output NAMELIST#dyn_as83_nml .

Alias for DynAS83NmlRead

version
Constant :
version = ‘$Name: dcpam4-20070731 $’ // ‘$Id: dyn_as83.f90,v 1.9 2007/07/29 21:37:27 morikawa Exp $‘ :character(*), parameter

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