Configuration ICOLMDZ-LAM (TGCC, IDRIS)

Extraction de la configuration

svn co https://forge.ipsl.jussieu.fr/igcmg/svn/modipsl/trunk modipsl ; cd modipsl/util ; ./model ICOLMDZOR_v7_LAM_work

Les composants suivants composent la configuration:

• DYNAMICO : trunk2master, b18ad822
• ICOSA_LMDZ : aquaplanet/ICOSA_LMDZ, rev 455
• LMDZ : LMDZ6/branches/IPSL-CM6A-MR, rev 3855
• ORCHIDEE : branches/ORCHIDEE_Quest/ORCHIDEE, rev 7086

Compilation de la configuration

cd config/ICOLMDZOR_v7 ; ./compile_icolmdzor.sh

Note : sur Jean-Zay, pensez à vous mettre sur la frontale pp pour compiler via ssh login@jean-zay-pp1.idris.fr

Exécution

Les 6 expériences disponibles avec 2 types de forçages possibles

• sorties générées par une simulation de type amip
• données ERA5 : plus d'informations là: ​https://gitlab.in2p3.fr/ipsl/projets/dynamico/dynamico/-/tree/trunk2master/TEST_CASE/LAM_ERA5

Ces 6 expériences sont disponibles avec la configuration ICOLMDZ et ICOLMDZOR (avec ORCHIDEE).

Les expériences tournent par défaut sur la zone France :

• ICOLMDZ/CREATE_amip (ou ICOLMDZOR/CREATE_amip)
  • Génération de l'état initial et fichier limit global
  • Utilisation du run_dynamico.def : PARAM/run_dynamico_global_France.def
  • Transformée de Schmidt : schmidt_lon=3, schmidt_lat=47, schmidt_factor=4
  • cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZ/CREATE_amip/config.card .
  • ou si avec ORCHIDEE : cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZOR/CREATE_amip/config.card .
  • A modifier si besoin dans config.card : JobName=...
  • puis ../../libIGCM/ins_job ; cd JobName ; ccc_msub (ou sbatch) Job_JobName
• ICOLMDZ/amip (ou ICOLMDZOR/amip)
  • Génération du fichier de forcage nudging_forcing.nc nécéssaire pour tourner la simulation LAM.
  • Utilisation du run_dynamico.def : PARAM/run_dynamico_global_France.def
  • Transformée de Schmidt : schmidt_lon=3, schmidt_lat=47, schmidt_factor=4
  • Utilisation des fichier start.nc, startphy.nc et limit.nc générés par l'expérience CREATE_amip.
  • cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZ/amip/config.card .
  • ou si avec ORCHIDEE : cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZOR/amip/config.card .
  • A modifier config.card : JobName=..., CreateName=le nom donné à la simulation CREATE_amip
  • ../../libIGCM/ins_job ; cd JobName ; ccc_msub (ou sbatch) Job_JobName}}}
• ICOLMDZ/CREATE_amip_LAM (ou ICOLMDZOR/CREATE_amip_LAM)
  • Génération de l'état initial et fichier limit sur l'aire.
  • Utilisation du run_dynamico.def : PARAM/run_dynamico_lam_forcing_France.def
  • Utilisation du fichier start généré par l'expérience CREATE_amip globale (start = start_file_interp).
  • Utilisation du fichier nudging_forcing.nc généré par l'expérience amip globale.
  • cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZ/CREATE_amip_LAM/config.card .
  • ou si avec ORCHIDEE : cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZOR/CREATE_amip_LAM/config.card .
  • A modifier dans config.card :
    • JobName= nom de la simulation
    • CreateName=le nom donné à la simulation CREATE_amip
    • ForcingName= le nom donné à la simulation amip globale
    • ForcingDate= date contenue dans le nom du fichier nudging_forcing.nc généré par la simulation amip globale.
  • ../../libIGCM/ins_job ; cd JobName ; ccc_msub (ou sbatch) Job_JobName
  • Sur Irene, pensez à augmenter la mémoire disponible par process : #MSUB -c 4 dans l'entête du Job.
• ICOLMDZ/amip_LAM (ou ICOLMDZOR/amip_LAM)
  • Les forçages utilisés sont issus d'une simulation amip globale.
  • Simulation LAM qui utilise le fichier de forçage nudging_forcing.nc, issu d'une simulation amip globale.
  • Utilisation du run_dynamico.def : PARAM/run_dynamico_lam_forcing_France.def
  • Utilisation des fichier start.nc, startphy.nc et limit.nc générés par l'expérience CREATE_amip_LAM.
  • cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZ/amip_LAM/config.card .
  • ou si avec ORCHIDEE : cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZOR/amip_LAM/config.card .
  • A modifier dans config.card :
    • JobName= nom de la simulation
    • CreateName=le nom donné à la simulation CREATE_amip_LAM
    • ForcingName= le nom donné à la simulation amip globale
    • ForcingDate= date contenue dans le nom du fichier nudging_forcing.nc généré par la simulation amip globale.
  • ../../libIGCM/ins_job ; cd JobName ; ccc_msub (ou sbatch) Job_JobName}}}
  • Sur Irene, pensez à augmenter la mémoire disponible par process : #MSUB -c 4 dans l'entête du Job.
• ICOLMDZ/CREATE_amip_ERA5_LAM (ou ICOLMDZOR/CREATE_amip_ERA5_LAM)
  • Génération de l'état initial et fichier limit sur l'aire.
  • Utilisation du run_dynamico.def : PARAM/run_dynamico_lam_ERA5_France.def
  • Utilisation du fichier ERA5 comme fichier nudging_forcing.nc. Le fichier ERA5_062000.nc utilisé par défaut est stocké sur les comptes communs.
  • cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZ/CREATE_amip_ERA5_LAM/config.card .
  • ou si avec ORCHIDEE : cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZOR/CREATE_amip_ERA5_LAM/config.card .
  • A modifier dans config.card :
    • JobName= nom de la simulation
  • ../../libIGCM/ins_job ; cd JobName ; ccc_msub (ou sbatch) Job_JobName
  • Sur Irene, pensez à augmenter la mémoire disponible par process : #MSUB -c 4 dans l'entête du Job.
• ICOLMDZ/amip_ERA5_LAM (ou ICOLMDZOR/amip_ERA5_LAM)
  • Les forçages utilisés proviennent des données ERA5.
  • Simulation LAM qui utilise le fichier de forçage ERA5.
  • Utilisation du run_dynamico.def : PARAM/run_dynamico_lam_ERA5_France.def
  • Utilisation des fichier start.nc, startphy.nc et limit.nc générés par l'expérience CREATE_amip_ERA5_LAM.
  • cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZ/amip_ERA5_LAM/config.card .
  • ou si avec ORCHIDEE : cd config/ICOLMDZOR_v7 ; cp EXPERIMENTS/ICOLMDZOR/amip_ERA5_LAM/config.card .
  • A modifier dans config.card :
    • JobName= nom de la simulation
    • ForcingName= le nom donné au fichier de foçage (defaut : ERA5).
    • ForcingDate= date contenue dans le nom du fichier ERA utilisé (defaut 062000).
  • ../../libIGCM/ins_job ; cd JobName ; ccc_msub (ou sbatch) Job_JobName}}}
  • Sur Irene, pensez à augmenter la mémoire disponible par process : #MSUB -c 4 dans l'entête du Job.

Vue d'ensemble

Parametres importants du run_dynamico.def pour configurer le LAM (zone et resolution)

• metric_type = icosa_area ==> definition de la métrique du maillage ; choix possible : icosa_global (default) pour le global / icosa_area pour le LAM
• area_center_lon = 3 ==> pour le LAM : longitude (degrés) du centre du LAM (centre hexagone)
• area_center_lat = 47 ==> pour le LAM : latitude (degrés) du centre du LAM (centre hexagone)
• area_radius = 800 ==> pour le LAM : rayon du lam en Km (centre -> sommet hexagone)

# ------------------------------- Transformee de Schmidt---------------------------------

• #schmidt_lon=3 ==> transformée de schmidt : longitude du centre d'origine
• #schmidt_lat=47 ==> transformée de schmidt : latitude du centre d'origine
• #schmidt_factor=4 ==> transformée de schmidt : facteur d'échelle de la transformée

#---------------- Guidage ----------------

• guided_type = nudging ==> type de guidage ; choix possible : <none> pas de guidage (default), <nudging> guidage, <nudging_forcing> création des fichiers de forçage pour une zone spécifique
• itau_nudging = 120 ==> fréquence de guidage en pas de temps correspondant à la fréquence de lecture des données dans les fichiers de forçage
• nudging_zone = area ==> zone sur laquelle on guide : choix possible : <global> guidage sur le global, <lonlat> zone de guidage type longitude/latitude, <circular> zone de guidage circulaire (centre et rayon), <area> zone définie par le bord du LAM
• nudging_stiffness=8 ==> taille de la zone de transition (en nombre de maille) entre la partie non-guidé et la zone guidée
• # nudging_lon_start ==> pour nudging_zone=lonlat ou guided_type=nudging_forcing : définition de la zone longitude-latitude : longitude du bord ouest
• # nudging_lat_start ==> pour nudging_zone=lonlat ou guided_type=nudging_forcing : définition de la zone longitude-latitude : latitude du bord sud
• # nudging_lon_end ==> pour nudging_zone=lonlat ou guided_type=nudging_forcing : définition de la zone longitude-latitude : longitude du bord est
• # nudging_lat_end ==> pour nudging_zone=lonlat ou guided_type=nudging_forcing : définition de la zone longitude-latitude : latitude du bord nord
• # nudging_freq=3600 ==> pour guided_type=nudging_forcing : fréquence en seconde du fichier de forçage généré
• # nudging_lon_delta=0.25 ==> pour guided_type=nudging_forcing : résolution en longitude du fichier de forçage généré
• # nudging_lat_delta=0.25 ==> pour guided_type=nudging_forcing : résolution en latitude du fichier de forçage généré
• # nudging_lon_center = 3 ==> pour nudging_zone=circular : définition de la zone circulaire à guider : longitude du centre
• # nudging_lat_center = 47 ==> pour nudging_zone=circular : définition de la zone circulaire à guider : latitude du centre
• # nudging_radius = 800 ==> pour nudging_zone=circular : définition de la zone circulaire à guider : rayon en Km

• # guide_PS = y ==> guidage de la pression ; choix possible <yes> or <no>, config LAM default <yes>, other default <no>
• # guide_T = y ==> guidage de la temperature ; choix possible <yes> or <no>, config LAM default <yes>, other default <no>
• # guide_U = y ==> guidage des vents ; choix possible <yes> or <no>, config LAM default <yes>, other default <no>
• # guide_Q =y ==> guidage des traceurs ; choix possible <yes> or <no>, config LAM default <yes>, other default <no>

• PS_relax_out=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone extérieure (frontière pour le LAM) pour la pression ; default == 1 pas de temps dynamique
• T_relax_out=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone extérieure (frontière pour le LAM) pour la température ; default == 1 pas de temps dynamique
• U_relax_out=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone extérieure (frontière pour le LAM) pour les vents ; default == 1 pas de temps dynamique
• Q_relax_out=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone extérieure (frontière pour le LAM) pour les traceurs ; default == 1 pas de temps dynamique

• #PS_relax_in=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone intérieure pour la pression ; valeur possible : valeur > 0 ou -1 => temps de relaxtion infini (default)
• #T_relax_in=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone intérieure pour la température ; valeur possible : valeur > 0 ou -1 => temps de relaxtion infini (default)
• #U_relax_in=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone intérieure pour les vents ; valeur possible : valeur > 0 ou -1 => temps de relaxtion infini (default)
• #Q_relax_in=3600 ==> temps de relaxation (seconds) de la zone intérieure pour les traceurs ; valeur possible : valeur > 0 ou -1 => temps de relaxtion infini (default)

• nudging_vertical_levels = pressure ==> guidage des champs 3D ; valeurs possibles : <pressure> (default) les champs de guidage sont en niveau de pression, <model> les champs de guidage sont en niveau modèle et nécessitent un champ de pression pour interpoler verticalement

• nbp=40 ==> résolution horizontale, taille d'une tuile-losange de nbp*nbp mailles (default=40). 10 tuiles pour le global, 3 tuiles pour le LAM

  # nbp pour le global
  # nbp                 20  40  80 160
  # T-edge length (km) 500 250 120  60
  

• llm = 79 ==> nombre de niveaux verticaux
• nqtot=4 ==> nombre de traceus

• nsplit_i=4 ==> découpage en sous-losange pour le parallélisme (direction i) : nb total de sous-losange == 10*nsplit_i*nsplit_j pour le global, 3*nsplit_i*nsplit_j pour le LAMà distribuer pour les tâches MPI
• nsplit_j=4 ==> découpage en sous-losange pour le parallélisme (direction j) : nb total de sous-losange == 10*nsplit_i*nsplit_j pour le global, 3*nsplit_i*nsplit_j pour le LAMà distribuer pour les tâches MPI
• omp_level_size=1 ==> nombre de tâches openmp sur la verticale

• read_metric = n ==> lecture de la métrique du maillage dans le start.nc (default=n)

• optim_it= 0 ==> optimisation du maillage en nombre d'itérations

• dt = 30. ==> pas de temps de la dynamique en secondes, adapter en fonction de la résolution horizontale pour satisfaire les critères CFL

• run_length = 86400 ==> durée de la simulation en secondes

# ---------------------------------- Dissipation --------------------------------- # à adapter en fonction de la résolution

• tau_graddiv = 3600
• nitergdiv = 1
• tau_gradrot = 21600
• nitergrot=2
• tau_divgrad=10800
• niterdivgrad=2

# -------------------------------- Physics -------------------------------------

• physics=phys_external ==> type de physique : valeurs possibles : <none> pas de physique (default), <phys_external> physique externe (nécessite un driver), <held_suarez>, ...
• itau_physics=30 ==> fréquence d'appel à la physique en pas de temps

# Following parameters are changed by options set in dynamico.card

• create_etat0_limit = no ; creation de l'état initial et des condition limites pour LMDZ non structuré (indépendant de dynamico)
• etat0 = start_file => type de démarage : valeurs possibles : <start_file> démarre du fichier de restart start.nc, <start_interp> démarre d'un fichier de restart à une résolution différente, <database> démarre à partir de fichier de forçage
• etat0_database_type = ERA5_forcing ==> pour etat0=etat0_database, type de forçage. Valeurs possibles : <legacy> forçage standard type LMDZ, <ERA5_forcing> forçage à partir de fichier ERA5 (cohérence pour le LAM condition initiale - forçage aux frontières)

Format du fichier de forçage de type ERA5

• Lien vers le dump du fichier : dump_forcage_ERA5.txt​

Definition d'une nouvelle zone : exemple sur la zone Antarctique

• Résolution sur la zone (1°).
• Fréquence de forçage 6h
• Domaine centré sur le point (longitude 0°, latitude -90°)
• Rayon du domaine Rlam = 4000km
• 30 jours de simulation

Paramètres du run_dynamico.def pour la génération des forçages (run global zoomée 1° sur l'antarctique )

 * metric_type = icosa_global
 * schmidt_lon=0   
 * schmidt_lat=-90     
 * schmidt_factor=2  
 * nbp=40

 * guided_type = nudging_forcing  
 * nudging_lon_start =-180  
 * nudging_lat_start = -90 
 * nudging_lon_end = 180 
 * nudging_lat_end = -60  
 * nudging_freq = 21600  
 * nudging_lon_delta=0.25  
 * nudging_lat_delta=0.25  
 * nudging_radius = 4000  
 * dt = 225
 * run_length = 2592000  # (30j) 

 * tau_graddiv = 1800
 * nitergdiv = 1
 * tau_gradrot = 10800
 * nitergrot=2
 * tau_divgrad=5400
 * niterdivgrad=2 
 * itau_physiq = 4
# création état initial (géré par modipsl)
 etat0 = database
 create_etat0_limit=y
# exécution du run (géré par modipsl)
  etat0=database
  create_etat0_limit=n

Paramètres du run_dynamico.def pour l'éxécution du LAM (run LAM 1° sur l'antarctique ==> nbp=40)

 * metric_type = icosa_area  
 * area_center_lon = 0  
 * area_center_lat = -90
 * area_radius = 4000   
 * nbp=40
 * dt = 225
 * run_length = 2592000  # (30j) 
 * tau_graddiv = 1800
 * nitergdiv = 1
 * tau_gradrot = 10800
 * nitergrot=2
 * tau_divgrad=5400
 * niterdivgrad=2 
 * itau_physiq = 4

 * guided_type = nudging
 * itau_nudging = 96    # 6h
 * nudging_zone = area
 * nudging_stiffness=8 
 * PS_relax_out = 21600  
 * T_relax_out = 21600   
 * U_relax_out = 21600   
 * Q_relax_out = 21600
 * nudging_vertical_levels = model
 * itau_physics = 4 

# création état initial (géré par modipsl)
 etat0 = database
 create_etat0_limit=y
# exécution du run (géré par modipsl)
  etat0=database
  create_etat0_limit=n

Adaptation du fichier XML nudging_dynamico.xml (modeles/DYNAMICO/xml/nudging_dynamico.xml)

• Ajustement de la fréquence de lecture en rapport avec la fréquence du fichier de forçage

<file id="nudging_in" name="nudging_forcing" enabled="false" output_freq="6h" mode="read" record_offset="1" time_counter_name="time" cyclic="true">

<field_group operation="instant" freq_offset="1ts" >

<field id="ps_nudged_read" name="sp" domain_ref="domain_nudged" />
<field id="p_nudged_read" name="pressure" domain_ref="domain_nudged" axis_ref="axis_nudged" enabled="false" />
<field id="ulon_nudged_read" name="u" domain_ref="domain_nudged" axis_ref="axis_nudged" />
<field id="ulat_nudged_read" name="v" domain_ref="domain_nudged" axis_ref="axis_nudged" />
<field id="temp_nudged_read" name="t" domain_ref="domain_nudged" axis_ref="axis_nudged" />
<field id="H2O-g_nudged_read" name="q" domain_ref="domain_nudged" axis_ref="axis_nudged" />
<field id="H2O-l_nudged_read" name="clwc" domain_ref="domain_nudged" axis_ref="axis_nudged" />
<field id="H2O-s_nudged_read" name="ciwc" domain_ref="domain_nudged" axis_ref="axis_nudged" />
<field id="q_nudged_read" name="q" grid_ref="grid_q_nudged" enabled="false"/>

</field_group>

</file>

Adaptation du fichier XML PARAM/context_lmdz.xml (et PARAM/context_orchidee.xml )

• Zone à interpoler de la grille ico vers la grille régulière (sorties hist*.nc)

<domain id="dom_regular" ni_glo="300" nj_glo="232" type="rectilinear" >

<generate_rectilinear_domain lat_start="38" lat_end="55" lon_start="-9" lon_end="13"/>
<interpolate_domain order="1" renormalize="true" detect_missing_value="true"/>

</domain>

Utilisation outil graphique VTK_Mapper pour visualiser les champs sur la grille icosaédrique

• Information disponible là: ​https://github.com/PBrockmann/VTK_Mapper