source: NEMO/branches/2020/dev_r12563_ASINTER-06_ABL_improvement/src/SAS/stpctl.F90 @ 13159

Last change on this file since 13159 was 13159, checked in by gsamson, 3 months ago

merge trunk@r13136 into ASINTER-06 branch; pass all SETTE tests; results identical to trunk@r13136; ticket #2419

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 15.7 KB
Line 
1MODULE stpctl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  stpctl  ***
4   !! Ocean run control :  gross check of the ocean time stepping
5   !!                      version for standalone surface scheme
6   !!======================================================================
7   !! History :  OPA  ! 1991-03  (G. Madec) Original code
8   !!            6.0  ! 1992-06  (M. Imbard)
9   !!            8.0  ! 1997-06  (A.M. Treguier)
10   !!   NEMO     1.0  ! 2002-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
11   !!            2.0  ! 2009-07  (G. Madec)  Add statistic for time-spliting
12   !!            3.5  ! 2012-03  (S. Alderson)
13   !!            4.0  ! 2017-04  (G. Madec)  regroup global communications
14   !!----------------------------------------------------------------------
15
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   !!   stp_ctl      : Control the run
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
20   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
21   USE ice      , ONLY : vt_i, u_ice, tm_i
22   !
23   USE diawri          ! Standard run outputs       (dia_wri_state routine)
24   USE in_out_manager  ! I/O manager
25   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
26   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
27   !
28   USE netcdf          ! NetCDF library
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC stp_ctl           ! routine called by step.F90
33
34   INTEGER                ::   nrunid   ! netcdf file id
35   INTEGER, DIMENSION(3)  ::   nvarid   ! netcdf variable id
36   !!----------------------------------------------------------------------
37   !! NEMO/SAS 4.0 , NEMO Consortium (2018)
38   !! $Id$
39   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
40   !!----------------------------------------------------------------------
41CONTAINS
42
43   SUBROUTINE stp_ctl( kt, Kmm )
44      !!----------------------------------------------------------------------
45      !!                    ***  ROUTINE stp_ctl  ***
46      !!                     
47      !! ** Purpose :   Control the run
48      !!
49      !! ** Method  : - Save the time step in numstp
50      !!              - Print it each 50 time steps
51      !!              - Stop the run IF problem encountered by setting nstop > 0
52      !!                Problems checked: ice thickness maximum > 100 m
53      !!                                  ice velocity  maximum > 10 m/s
54      !!                                  min ice temperature   < -100 degC
55      !!
56      !! ** Actions :   "time.step" file = last ocean time-step
57      !!                "run.stat"  file = run statistics
58      !!                 nstop indicator sheared among all local domain
59      !!----------------------------------------------------------------------
60      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt       ! ocean time-step index
61      INTEGER, INTENT(in   ) ::   Kmm      ! ocean time level index
62      !!
63      INTEGER                         ::   ji                                    ! dummy loop indices
64      INTEGER                         ::   idtime, istatus
65      INTEGER , DIMENSION(4)          ::   iareasum, iareamin, iareamax
66      INTEGER , DIMENSION(3,3)        ::   iloc                                  ! min/max loc indices
67      REAL(wp)                        ::   zzz                                   ! local real
68      REAL(wp), DIMENSION(4)          ::   zmax, zmaxlocal
69      LOGICAL                         ::   ll_wrtstp, ll_colruns, ll_wrtruns
70      LOGICAL, DIMENSION(jpi,jpj)     ::   llmsk
71      CHARACTER(len=20)               ::   clname
72      !!----------------------------------------------------------------------
73      IF( nstop > 0 .AND. ngrdstop > -1 )   RETURN   !   stpctl was already called by a child grid
74      !
75      ll_wrtstp  = ( MOD( kt-nit000, sn_cfctl%ptimincr ) == 0 ) .OR. ( kt == nitend )
76      ll_colruns = ll_wrtstp .AND. sn_cfctl%l_runstat .AND. jpnij > 1 
77      ll_wrtruns = ( ll_colruns .OR. jpnij == 1 ) .AND. lwm
78      !
79      IF( kt == nit000 ) THEN
80         !
81         IF( lwp ) THEN
82            WRITE(numout,*)
83            WRITE(numout,*) 'stp_ctl : time-stepping control'
84            WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
85         ENDIF
86         !                                ! open time.step    ascii file, done only by 1st subdomain
87         IF( lwm )   CALL ctl_opn( numstp, 'time.step', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, narea )
88         !
89         IF( ll_wrtruns ) THEN
90            !                             ! open run.stat     ascii file, done only by 1st subdomain
91            CALL ctl_opn( numrun, 'run.stat', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, narea )
92            !                             ! open run.stat.nc netcdf file, done only by 1st subdomain
93            clname = 'run.stat.nc'
94            IF( .NOT. Agrif_Root() )   clname = TRIM(Agrif_CFixed())//"_"//TRIM(clname)
95            istatus = NF90_CREATE( TRIM(clname), NF90_CLOBBER, nrunid )
96            istatus = NF90_DEF_DIM( nrunid, 'time'     , NF90_UNLIMITED, idtime )
97            istatus = NF90_DEF_VAR( nrunid, 'vt_i_max' , NF90_DOUBLE, (/ idtime /), nvarid(1) )
98            istatus = NF90_DEF_VAR( nrunid, 'abs_u_max', NF90_DOUBLE, (/ idtime /), nvarid(2) )
99            istatus = NF90_DEF_VAR( nrunid, 'tm_i_min' , NF90_DOUBLE, (/ idtime /), nvarid(3) )
100            istatus = NF90_ENDDEF(nrunid)
101         ENDIF
102         !   
103      ENDIF
104      !
105      !                                   !==              write current time step              ==!
106      !                                   !==  done only by 1st subdomain at writting timestep  ==!
107      IF( lwm .AND. ll_wrtstp ) THEN
108         WRITE ( numstp, '(1x, i8)' )   kt
109         REWIND( numstp )
110      ENDIF
111      !                                   !==            test of local extrema           ==!
112      !                                   !==  done by all processes at every time step  ==!
113      llmsk(:,:) = tmask(:,:,1) == 1._wp
114      IF( COUNT( llmsk(:,:) ) > 0 ) THEN   ! avoid huge values sent back for land processors...
115         zmax(1) = MAXVAL(      vt_i (:,:)            , mask = llmsk )   ! max ice thickness
116         zmax(2) = MAXVAL( ABS( u_ice(:,:) )          , mask = llmsk )   ! max ice velocity (zonal only)
117         zmax(3) = MAXVAL(     -tm_i (:,:) + 273.15_wp, mask = llmsk )   ! min ice temperature
118      ELSE
119         IF( ll_colruns ) THEN    ! default value: must not be kept when calling mpp_max -> must be as small as possible
120            zmax(1:3) = -HUGE(1._wp)
121         ELSE                     ! default value: must not give true for any of the tests bellow (-> avoid manipulating HUGE...)
122            zmax(1:3) = 0._wp
123         ENDIF
124      ENDIF
125      zmax(4) = REAL( nstop, wp )                                     ! stop indicator
126      !                                   !==               get global extrema             ==!
127      !                                   !==  done by all processes if writting run.stat  ==!
128      IF( ll_colruns ) THEN
129         zmaxlocal(:) = zmax(:)
130         CALL mpp_max( "stpctl", zmax )          ! max over the global domain
131         nstop = NINT( zmax(4) )                 ! update nstop indicator (now sheared among all local domains)
132      ENDIF
133      !                                   !==              write "run.stat" files              ==!
134      !                                   !==  done only by 1st subdomain at writting timestep  ==!
135      IF( ll_wrtruns ) THEN
136         WRITE(numrun,9500) kt, zmax(1), zmax(2), -zmax(3)
137         istatus = NF90_PUT_VAR( nrunid, nvarid(1), (/ zmax(1)/), (/kt/), (/1/) )
138         istatus = NF90_PUT_VAR( nrunid, nvarid(2), (/ zmax(2)/), (/kt/), (/1/) )
139         istatus = NF90_PUT_VAR( nrunid, nvarid(3), (/-zmax(3)/), (/kt/), (/1/) )
140         IF( kt == nitend )   istatus = NF90_CLOSE(nrunid)
141      END IF
142      !                                   !==               error handling               ==!
143      !                                   !==  done by all processes at every time step  ==!
144      !
145      IF(   zmax(1) >  100._wp .OR.   &                   ! too large ice thickness maximum ( > 100 m)
146         &  zmax(2) >   10._wp .OR.   &                   ! too large ice velocity ( > 10 m/s)
147         &  zmax(3) >  101._wp .OR.   &                   ! too cold ice temperature ( < -100 degC)
148         &  ISNAN( zmax(1) + zmax(2) + zmax(3) ) .OR.   &               ! NaN encounter in the tests
149         &  ABS(   zmax(1) + zmax(2) + zmax(3) ) > HUGE(1._wp) ) THEN   ! Infinity encounter in the tests
150         !
151         iloc(:,:) = 0
152         IF( ll_colruns ) THEN   ! zmax is global, so it is the same on all subdomains -> no dead lock with mpp_maxloc
153            ! first: close the netcdf file, so we can read it
154            IF( lwm .AND. kt /= nitend )   istatus = NF90_CLOSE(nrunid)
155            ! get global loc on the min/max
156            CALL mpp_maxloc( 'stpctl',      vt_i(:,:)            , tmask(:,:,1), zzz, iloc(1:2,1) )   ! mpp_maxloc ok if mask = F
157            CALL mpp_maxloc( 'stpctl',ABS( u_ice(:,:) )          , tmask(:,:,1), zzz, iloc(1:2,2) )
158            CALL mpp_minloc( 'stpctl',      tm_i(:,:) - 273.15_wp, tmask(:,:,1), zzz, iloc(1:2,3) )
159            ! find which subdomain has the max.
160            iareamin(:) = jpnij+1   ;   iareamax(:) = 0   ;   iareasum(:) = 0
161            DO ji = 1, 4
162               IF( zmaxlocal(ji) == zmax(ji) ) THEN
163                  iareamin(ji) = narea   ;   iareamax(ji) = narea   ;   iareasum(ji) = 1
164               ENDIF
165            END DO
166            CALL mpp_min( "stpctl", iareamin )         ! min over the global domain
167            CALL mpp_max( "stpctl", iareamax )         ! max over the global domain
168            CALL mpp_sum( "stpctl", iareasum )         ! sum over the global domain
169         ELSE                    ! find local min and max locations:
170            ! if we are here, this means that the subdomain contains some oce points -> no need to test the mask used in maxloc
171            iloc(1:2,1) = MAXLOC(       vt_i(:,:)            , mask = llmsk ) + (/ nimpp - 1, njmpp - 1/)
172            iloc(1:2,2) = MAXLOC( ABS( u_ice(:,:) )          , mask = llmsk ) + (/ nimpp - 1, njmpp - 1/)
173            iloc(1:2,3) = MINLOC(       tm_i(:,:) - 273.15_wp, mask = llmsk ) + (/ nimpp - 1, njmpp - 1/)
174            iareamin(:) = narea   ;   iareamax(:) = narea   ;   iareasum(:) = 1         ! this is local information
175         ENDIF
176         !
177         WRITE(ctmp1,*) ' stp_ctl: ice_thick > 100 m or |ice_vel| > 10 m/s or ice_temp < -100 degC or NaN encounter in the tests'
178         CALL wrt_line( ctmp2, kt, 'ice_thick max',  zmax(1), iloc(:,1), iareasum(1), iareamin(1), iareamax(1) )
179         CALL wrt_line( ctmp3, kt, '|ice_vel| max',  zmax(2), iloc(:,2), iareasum(2), iareamin(2), iareamax(2) )
180         CALL wrt_line( ctmp4, kt, 'ice_temp  min', -zmax(3), iloc(:,3), iareasum(3), iareamin(3), iareamax(3) )
181         IF( Agrif_Root() ) THEN
182            WRITE(ctmp6,*) '      ===> output of last computed fields in output.abort* files'
183         ELSE
184            WRITE(ctmp6,*) '      ===> output of last computed fields in '//TRIM(Agrif_CFixed())//'_output.abort* files'
185         ENDIF
186         !
187         CALL dia_wri_state( Kmm, 'output.abort' )     ! create an output.abort file
188         !
189         IF( ll_colruns .or. jpnij == 1 ) THEN   ! all processes synchronized -> use lwp to print in opened ocean.output files
190            IF(lwp) THEN   ;   CALL ctl_stop( ctmp1, ' ', ctmp2, ctmp3, ctmp4, ctmp5, ' ', ctmp6 )
191            ELSE           ;   nstop = MAX(1, nstop)   ! make sure nstop > 0 (automatically done when calling ctl_stop)
192            ENDIF
193         ELSE                                    ! only mpi subdomains with errors are here -> STOP now
194            CALL ctl_stop( 'STOP', ctmp1, ' ', ctmp2, ctmp3, ctmp4, ctmp5, ' ', ctmp6 )
195         ENDIF
196         !
197      ENDIF
198      !
199      IF( nstop > 0 ) THEN                                                  ! an error was detected and we did not abort yet...
200         ngrdstop = Agrif_Fixed()                                           ! store which grid got this error
201         IF( .NOT. ll_colruns .AND. jpnij > 1 )   CALL ctl_stop( 'STOP' )   ! we must abort here to avoid MPI deadlock
202      ENDIF
203      !
2049500  FORMAT(' it :', i8, '    vt_i_max: ', D23.16, ' |u|_max: ', D23.16,' tm_i_min: ', D23.16)
205      !
206   END SUBROUTINE stp_ctl
207
208
209   SUBROUTINE wrt_line( cdline, kt, cdprefix, pval, kloc, ksum, kmin, kmax )
210      !!----------------------------------------------------------------------
211      !!                     ***  ROUTINE wrt_line  ***
212      !!
213      !! ** Purpose :   write information line
214      !!
215      !!----------------------------------------------------------------------
216      CHARACTER(len=*),      INTENT(  out) ::   cdline
217      CHARACTER(len=*),      INTENT(in   ) ::   cdprefix
218      REAL(wp),              INTENT(in   ) ::   pval
219      INTEGER, DIMENSION(3), INTENT(in   ) ::   kloc
220      INTEGER,               INTENT(in   ) ::   kt, ksum, kmin, kmax
221      !
222      CHARACTER(len=80) ::   clsuff
223      CHARACTER(len=9 ) ::   clkt, clsum, clmin, clmax
224      CHARACTER(len=9 ) ::   cli, clj, clk
225      CHARACTER(len=1 ) ::   clfmt
226      CHARACTER(len=4 ) ::   cl4   ! needed to be able to compile with Agrif, I don't know why
227      INTEGER           ::   ifmtk
228      !!----------------------------------------------------------------------
229      WRITE(clkt , '(i9)') kt
230     
231      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpnij  ,wp))) + 1     ! how many digits to we need to write ? (we decide max = 9)
232      !!! WRITE(clsum, '(i'//clfmt//')') ksum                   ! this is creating a compilation error with AGRIF
233      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clsum, cl4) ksum
234      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(MAX(1,jpnij-1),wp))) + 1    ! how many digits to we need to write ? (we decide max = 9)
235      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clmin, cl4) kmin-1
236                                   WRITE(clmax, cl4) kmax-1
237      !
238      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpiglo,wp))) + 1      ! how many digits to we need to write jpiglo? (we decide max = 9)
239      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(cli, cl4) kloc(1)      ! this is ok with AGRIF
240      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpjglo,wp))) + 1      ! how many digits to we need to write jpjglo? (we decide max = 9)
241      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clj, cl4) kloc(2)      ! this is ok with AGRIF
242      !
243      IF( ksum == 1 ) THEN   ;   WRITE(clsuff,9100) TRIM(clmin)
244      ELSE                   ;   WRITE(clsuff,9200) TRIM(clsum), TRIM(clmin), TRIM(clmax)
245      ENDIF
246      IF(kloc(3) == 0) THEN
247         ifmtk = INT(LOG10(REAL(jpk,wp))) + 1                   ! how many digits to we need to write jpk? (we decide max = 9)
248         clk = REPEAT(' ', ifmtk)                               ! create the equivalent in blank string
249         WRITE(cdline,9300) TRIM(ADJUSTL(clkt)), TRIM(ADJUSTL(cdprefix)), pval, TRIM(cli), TRIM(clj), clk(1:ifmtk), TRIM(clsuff)
250      ELSE
251         WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpk,wp))) + 1      ! how many digits to we need to write jpk? (we decide max = 9)
252         !!! WRITE(clk, '(i'//clfmt//')') kloc(3)               ! this is creating a compilation error with AGRIF
253         cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clk, cl4) kloc(3)   ! this is ok with AGRIF
254         WRITE(cdline,9400) TRIM(ADJUSTL(clkt)), TRIM(ADJUSTL(cdprefix)), pval, TRIM(cli), TRIM(clj),    TRIM(clk), TRIM(clsuff)
255      ENDIF
256      !
2579100  FORMAT('MPI rank ', a)
2589200  FORMAT('found in ', a, ' MPI tasks, spread out among ranks ', a, ' to ', a)
2599300  FORMAT('kt ', a, ' ', a, ' ', 1pg11.4, ' at i j   ', a, ' ', a, ' ', a, ' ', a)
2609400  FORMAT('kt ', a, ' ', a, ' ', 1pg11.4, ' at i j k ', a, ' ', a, ' ', a, ' ', a)
261      !
262   END SUBROUTINE wrt_line
263
264
265   !!======================================================================
266END MODULE stpctl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.