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nemogcm.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/SAO – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/SAO/nemogcm.F90 @ 11960

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Branch 2019/dev_r11943_MERGE_2019. Merge in changes from 2019/dev_r11613_ENHANCE-04_namelists_as_internalfiles. (svn merge -r 11614:11954). Resolved tree conflicts and one actual conflict. Sette tested(these changes alter the ext/AGRIF reference; remember to update). See ticket #2341
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 21.6 KB
Line 
1MODULE nemogcm
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE nemogcm   ***
4   !! Ocean system   : NEMO GCM (ocean dynamics, on-line tracers, biochemistry and sea-ice)
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.6  ! 2015-12  (A. Ryan) Original code   (from OCE/)
7   !!            4.0  ! 2016-11  (G. Madec, S. Flavoni)  domain configuration / user defined interface
8   !!----------------------------------------------------------------------
9
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   nemo_gcm      : solve ocean dynamics, tracer, biogeochemistry and/or sea-ice
12   !!   nemo_init     : initialization of the NEMO system
13   !!   nemo_ctl      : initialisation of the contol print
14   !!   nemo_closefile: close remaining open files
15   !!   nemo_alloc    : dynamical allocation
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE step_oce       ! module used in the ocean time stepping module (step.F90)
18   USE domain         ! domain initialization   (dom_init & dom_cfg routines)
19   USE istate         ! initial state setting          (istate_init routine)
20   USE phycst         ! physical constant                  (par_cst routine)
21   USE step           ! NEMO time-stepping                 (stp     routine)
22   USE cpl_oasis3     ! OASIS3 coupling
23   USE diaobs         ! Observation diagnostics       (dia_obs_init routine)
24#if defined key_nemocice_decomp
25   USE ice_domain_size, only: nx_global, ny_global
26#endif
27   !           ! Stand Alone Observation operator modules
28   USE sao_data
29   USE sao_intp
30   !
31   USE lib_mpp        ! distributed memory computing
32   USE mppini         ! shared/distributed memory setting (mpp_init routine)
33   USE lbcnfd  , ONLY : isendto, nsndto, nfsloop, nfeloop ! Setup of north fold exchanges
34   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)
35#if defined key_iomput
36   USE xios           ! xIOserver
37#endif
38
39   IMPLICIT NONE
40   PRIVATE
41
42   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
43   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
44   PUBLIC   nemo_alloc  ! needed by TAM
45
46   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
47
48   !!----------------------------------------------------------------------
49   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
50   !! $Id$
51   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
52   !!----------------------------------------------------------------------
53CONTAINS
54
55   SUBROUTINE nemo_gcm
56         !!----------------------------------------------------------------------
57         !!                    ***  SUBROUTINE offline_obs_oper ***
58         !!
59         !! ** Purpose : To use NEMO components to interpolate model fields
60         !!              to observation space.
61         !!
62         !! ** Method : 1. Initialise NEMO
63         !!             2. Initialise offline obs_oper
64         !!             3. Cycle through match ups
65         !!             4. Write results to file
66         !!----------------------------------------------------------------------
67         !
68         CALL nemo_init       ! Initialise NEMO
69         !
70         CALL sao_data_init   ! Initialise Stand Alone Observation operator data
71         !
72         CALL dia_obs_init    ! Initialise obs_operator
73         !
74         CALL sao_interp      ! Interpolate to observation space
75         !
76         CALL dia_obs_wri     ! Pipe to output files
77         !
78         CALL dia_obs_dealloc ! Reset the obs_oper between
79         !
80         IF(lk_mpp)   CALL mppstop  ! Safely stop MPI (end mpp communications)
81         !
82   END SUBROUTINE nemo_gcm
83
84
85   SUBROUTINE nemo_init
86      !!----------------------------------------------------------------------
87      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
88      !!
89      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
90      !!----------------------------------------------------------------------
91      INTEGER ::   ios, ilocal_comm   ! local integer
92      !
93      NAMELIST/namctl/ ln_ctl   , sn_cfctl, nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
94         &             nn_isplt , nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,             &
95         &             ln_timing, ln_diacfl
96      NAMELIST/namcfg/ ln_read_cfg, cn_domcfg, ln_closea, ln_write_cfg, cn_domcfg_out, ln_use_jattr
97      !!----------------------------------------------------------------------
98      !
99      cxios_context = 'nemo'
100      !
101      !                             !-------------------------------------------------!
102      !                             !     set communicator & select the local rank    !
103      !                             !  must be done as soon as possible to get narea  !
104      !                             !-------------------------------------------------!
105      !
106#if defined key_iomput
107      IF( Agrif_Root() ) THEN
108         IF( lk_oasis ) THEN
109            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )                               ! nemo local communicator given by oasis
110            CALL xios_initialize( "not used"       , local_comm =ilocal_comm )   ! send nemo communicator to xios
111         ELSE
112            CALL xios_initialize( "for_xios_mpi_id", return_comm=ilocal_comm )   ! nemo local communicator given by xios
113         ENDIF
114      ENDIF
115      CALL mpp_start( ilocal_comm )
116#else
117      IF( lk_oasis ) THEN
118         IF( Agrif_Root() ) THEN
119            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )          ! nemo local communicator given by oasis
120         ENDIF
121         CALL mpp_start( ilocal_comm )
122      ELSE
123         CALL mpp_start( )
124      ENDIF
125#endif
126      !
127      narea = mpprank + 1               ! mpprank: the rank of proc (0 --> mppsize -1 )
128      lwm = (narea == 1)                ! control of output namelists
129      !
130      !                             !---------------------------------------------------------------!
131      !                             ! Open output files, reference and configuration namelist files !
132      !                             !---------------------------------------------------------------!
133      !
134      ! open ocean.output as soon as possible to get all output prints (including errors messages)
135      IF( lwm )   CALL ctl_opn(     numout,        'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE. )
136      ! open reference and configuration namelist files
137                  CALL load_nml( numnam_ref,        'namelist_ref',                                           -1, lwm )
138                  CALL load_nml( numnam_cfg,        'namelist_cfg',                                           -1, lwm )
139      IF( lwm )   CALL ctl_opn(     numond, 'output.namelist.dyn', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE. )
140      ! open /dev/null file to be able to supress output write easily
141                  CALL ctl_opn(     numnul,           '/dev/null', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE. )
142      !
143      !                             !--------------------!
144      !                             ! Open listing units !  -> need ln_ctl from namctl to define lwp
145      !                             !--------------------!
146      !
147      READ  ( numnam_ref, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 901 )
148901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in reference namelist' )
149      READ  ( numnam_cfg, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
150902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in configuration namelist' )
151      !
152      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl    ! control of all listing output print
153      !
154      IF(lwp) THEN                      ! open listing units
155         !
156         IF( .NOT. lwm )   &            ! alreay opened for narea == 1
157            &            CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE., narea )
158         !
159         WRITE(numout,*)
160         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - CMCC'
161         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
162         WRITE(numout,*) '            Stand Alone Observation operator'
163         WRITE(numout,*) '                NEMO version 4.0  (2019) '
164         WRITE(numout,*)
165         WRITE(numout,*) "           ._      ._      ._      ._      ._    "
166         WRITE(numout,*) "       _.-._)`\_.-._)`\_.-._)`\_.-._)`\_.-._)`\_ "
167         WRITE(numout,*)
168         WRITE(numout,*) "           o         _,           _,             "
169         WRITE(numout,*) "            o      .' (        .-' /             "
170         WRITE(numout,*) "           o     _/..._'.    .'   /              "
171         WRITE(numout,*) "      (    o .-'`      ` '-./  _.'               "
172         WRITE(numout,*) "       )    ( o)           ;= <_         (       "
173         WRITE(numout,*) "      (      '-.,\\__ __.-;`\   '.        )      "
174         WRITE(numout,*) "       )  )       \) |`\ \)  '.   \      (   (   "
175         WRITE(numout,*) "      (  (           \_/       '-._\      )   )  "
176         WRITE(numout,*) "       )  ) jgs                     `    (   (   "
177         WRITE(numout,*) "     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ "
178         WRITE(numout,*)
179         !
180         WRITE(numout,cform_aaa)                                        ! Flag AAAAAAA
181         !
182      ENDIF
183      !
184      ! finalize the definition of namctl variables
185      IF( sn_cfctl%l_config ) THEN
186         ! Activate finer control of report outputs
187         ! optionally switch off output from selected areas (note this only
188         ! applies to output which does not involve global communications)
189         IF( ( narea < sn_cfctl%procmin .OR. narea > sn_cfctl%procmax  ) .OR. &
190           & ( MOD( narea - sn_cfctl%procmin, sn_cfctl%procincr ) /= 0 ) )    &
191           &   CALL nemo_set_cfctl( sn_cfctl, .FALSE., .FALSE. )
192      ELSE
193         ! Use ln_ctl to turn on or off all options.
194         CALL nemo_set_cfctl( sn_cfctl, ln_ctl, .TRUE. )
195      ENDIF
196      !
197      IF(lwm) WRITE( numond, namctl )
198      !
199      !                             !------------------------------------!
200      !                             !  Set global domain size parameters !
201      !                             !------------------------------------!
202      !
203      READ  ( numnam_ref, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 903 )
204903   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in reference namelist' )
205      READ  ( numnam_cfg, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
206904   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in configuration namelist' )   
207      !
208      IF( ln_read_cfg ) THEN            ! Read sizes in domain configuration file
209         CALL domain_cfg ( cn_cfg, nn_cfg, jpiglo, jpjglo, jpkglo, jperio )
210      ELSE                              ! user-defined namelist
211         CALL usr_def_nam( cn_cfg, nn_cfg, jpiglo, jpjglo, jpkglo, jperio )
212      ENDIF
213      !
214      IF(lwm)   WRITE( numond, namcfg )
215      !
216      !                             !-----------------------------------------!
217      !                             ! mpp parameters and domain decomposition !
218      !                             !-----------------------------------------!
219      CALL mpp_init
220
221      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set: we can allocate arrays
222      CALL nemo_alloc()
223
224      !                             !-------------------------------!
225      !                             !  NEMO general initialization  !
226      !                             !-------------------------------!
227
228      CALL nemo_ctl                          ! Control prints
229      !
230      !                                         ! General initialization
231      IF( ln_timing    )   CALL timing_init     ! timing
232      IF( ln_timing    )   CALL timing_start( 'nemo_init')
233      !
234                           CALL phy_cst            ! Physical constants
235                           CALL eos_init           ! Equation of state
236                           CALL dom_init( Nbb, Nnn, Naa, 'SAO')    ! Domain
237
238
239      IF( ln_ctl       )   CALL prt_ctl_init    ! Print control
240
241                           CALL istate_init     ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
242   END SUBROUTINE nemo_init
243
244
245   SUBROUTINE nemo_ctl
246      !!----------------------------------------------------------------------
247      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
248      !!
249      !! ** Purpose :   control print setting
250      !!
251      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
252      !!----------------------------------------------------------------------
253      !
254      IF(lwp) THEN                  ! control print
255         WRITE(numout,*)
256         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints'
257         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~'
258         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
259         WRITE(numout,*) '      run control (for debugging)     ln_ctl     = ', ln_ctl
260         WRITE(numout,*) '       finer control over o/p sn_cfctl%l_config  = ', sn_cfctl%l_config
261         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_runstat = ', sn_cfctl%l_runstat
262         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_trcstat = ', sn_cfctl%l_trcstat
263         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_oceout  = ', sn_cfctl%l_oceout
264         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_layout  = ', sn_cfctl%l_layout
265         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_mppout  = ', sn_cfctl%l_mppout
266         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_mpptop  = ', sn_cfctl%l_mpptop
267         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%procmin   = ', sn_cfctl%procmin 
268         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%procmax   = ', sn_cfctl%procmax 
269         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%procincr  = ', sn_cfctl%procincr 
270         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%ptimincr  = ', sn_cfctl%ptimincr 
271         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
272         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
273         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
274         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
275         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
276         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
277         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
278         WRITE(numout,*) '      timing by routine               ln_timing  = ', ln_timing
279         WRITE(numout,*) '      CFL diagnostics                 ln_diacfl  = ', ln_diacfl
280      ENDIF
281      !
282      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
283      nictls    = nn_ictls
284      nictle    = nn_ictle
285      njctls    = nn_jctls
286      njctle    = nn_jctle
287      isplt     = nn_isplt
288      jsplt     = nn_jsplt
289
290      IF(lwp) THEN                  ! control print
291         WRITE(numout,*)
292         WRITE(numout,*) '   Namelist namcfg'
293         WRITE(numout,*) '      read domain configuration file                ln_read_cfg      = ', ln_read_cfg
294         WRITE(numout,*) '         filename to be read                           cn_domcfg     = ', TRIM(cn_domcfg)
295         WRITE(numout,*) '         keep closed seas in the domain (if exist)     ln_closea     = ', ln_closea
296         WRITE(numout,*) '      create a configuration definition file        ln_write_cfg     = ', ln_write_cfg
297         WRITE(numout,*) '         filename to be written                        cn_domcfg_out = ', TRIM(cn_domcfg_out)
298         WRITE(numout,*) '      use file attribute if exists as i/p j-start   ln_use_jattr     = ', ln_use_jattr
299      ENDIF
300      IF( .NOT.ln_read_cfg )   ln_closea = .false.   ! dealing possible only with a domcfg file
301      !
302      !                             ! Parameter control
303      !
304      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
305         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
306            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
307         ELSE
308            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
309               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
310                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
311            ENDIF
312            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
313         ENDIF
314         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
315         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
316         !
317         !                              ! indices used for the SUM control
318         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
319            lsp_area = .FALSE.
320         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
321            lsp_area = .TRUE.
322            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
323               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
324               nictls = 1
325            ENDIF
326            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
327               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
328               nictle = jpiglo
329            ENDIF
330            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
331               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
332               njctls = 1
333            ENDIF
334            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
335               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
336               njctle = jpjglo
337            ENDIF
338         ENDIF
339      ENDIF
340      !
341      IF( 1._wp /= SIGN(1._wp,-0._wp)  )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The intrinsec SIGN function follows f2003 standard.',  &
342         &                                                'Compile with key_nosignedzero enabled:',   &
343         &                                                '--> add -Dkey_nosignedzero to the definition of %CPP in your arch file' )
344      !
345   END SUBROUTINE nemo_ctl
346
347
348   SUBROUTINE nemo_closefile
349      !!----------------------------------------------------------------------
350      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
351      !!
352      !! ** Purpose :   Close the files
353      !!----------------------------------------------------------------------
354      !
355      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
356      !
357      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
358      !
359      IF( numstp          /= -1 )   CLOSE( numstp          )   ! time-step file
360      IF( numrun          /= -1 )   CLOSE( numrun          )   ! run statistics file
361      IF( lwm.AND.numond  /= -1 )   CLOSE( numond          )   ! oce output namelist
362      IF( lwm.AND.numoni  /= -1 )   CLOSE( numoni          )   ! ice output namelist
363      IF( numevo_ice      /= -1 )   CLOSE( numevo_ice      )   ! ice variables (temp. evolution)
364      IF( numout          /=  6 )   CLOSE( numout          )   ! standard model output file
365      IF( numdct_vol      /= -1 )   CLOSE( numdct_vol      )   ! volume transports
366      IF( numdct_heat     /= -1 )   CLOSE( numdct_heat     )   ! heat transports
367      IF( numdct_salt     /= -1 )   CLOSE( numdct_salt     )   ! salt transports
368      !
369      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
370      !
371   END SUBROUTINE nemo_closefile
372
373
374   SUBROUTINE nemo_alloc
375      !!----------------------------------------------------------------------
376      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
377      !!
378      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
379      !!
380      !! ** Method  :
381      !!----------------------------------------------------------------------
382      USE diawri    , ONLY: dia_wri_alloc
383      USE dom_oce   , ONLY: dom_oce_alloc
384      !
385      INTEGER :: ierr
386      !!----------------------------------------------------------------------
387      !
388      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
389      ierr = ierr + dia_wri_alloc   ()
390      ierr = ierr + dom_oce_alloc   ()          ! ocean domain
391      !
392      CALL mpp_sum( 'nemogcm', ierr )
393      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc : unable to allocate standard ocean arrays' )
394      !
395   END SUBROUTINE nemo_alloc
396
397   SUBROUTINE nemo_set_cfctl(sn_cfctl, setto, for_all )
398      !!----------------------------------------------------------------------
399      !!                     ***  ROUTINE nemo_set_cfctl  ***
400      !!
401      !! ** Purpose :   Set elements of the output control structure to setto.
402      !!                for_all should be .false. unless all areas are to be
403      !!                treated identically.
404      !!
405      !! ** Method  :   Note this routine can be used to switch on/off some
406      !!                types of output for selected areas but any output types
407      !!                that involve global communications (e.g. mpp_max, glob_sum)
408      !!                should be protected from selective switching by the
409      !!                for_all argument
410      !!----------------------------------------------------------------------
411      LOGICAL :: setto, for_all
412      TYPE(sn_ctl) :: sn_cfctl
413      !!----------------------------------------------------------------------
414      IF( for_all ) THEN
415         sn_cfctl%l_runstat = setto
416         sn_cfctl%l_trcstat = setto
417      ENDIF
418      sn_cfctl%l_oceout  = setto
419      sn_cfctl%l_layout  = setto
420      sn_cfctl%l_mppout  = setto
421      sn_cfctl%l_mpptop  = setto
422   END SUBROUTINE nemo_set_cfctl
423
424   !!======================================================================
425END MODULE nemogcm
426
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.