New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
stpctl.F90 in NEMO/trunk/src/SWE – NEMO

source: NEMO/trunk/src/SWE/stpctl.F90 @ 14053

Last change on this file since 14053 was 14053, checked in by techene, 3 years ago

#2385 added to the trunk

File size: 15.4 KB
Line 
1MODULE stpctl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  stpctl  ***
4   !! Ocean run control :  gross check of the ocean time stepping
5   !!              *** Shallow Water Equation (SWE) case ***
6   !!               ( No test on temperature and salinity )
7   !!======================================================================
8   !! History :  SWE  ! 2020-09  (A. Nasser, S. Techene ) OCE/stpctl adaptated to SWE
9   !!----------------------------------------------------------------------
10
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   stp_ctl      : Control the run
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
16   USE c1d             ! 1D vertical configuration
17   USE zdf_oce ,  ONLY : ln_zad_Aimp       ! ocean vertical physics variables
18   USE wet_dry,   ONLY : ll_wd, ssh_ref    ! reference depth for negative bathy
19   !
20   USE diawri          ! Standard run outputs       (dia_wri_state routine)
21   USE in_out_manager  ! I/O manager
22   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
23   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
24   USE netcdf          ! NetCDF library
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC stp_ctl           ! routine called by step.F90
30
31   INTEGER                ::   nrunid   ! netcdf file id
32   INTEGER, DIMENSION(2)  ::   nvarid   ! netcdf variable id
33
34#  include "domzgr_substitute.h90"
35   !!----------------------------------------------------------------------
36   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
37   !! $Id: stpctl.F90 13216 2020-07-02 09:25:49Z rblod $
38   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
39   !!----------------------------------------------------------------------
40CONTAINS
41
42   SUBROUTINE stp_ctl( kt, Kmm )
43      !!----------------------------------------------------------------------
44      !!                    ***  ROUTINE stp_ctl  ***
45      !!                     
46      !! ** Purpose :   Control the run
47      !!
48      !! ** Method  : - Save the time step in numstp
49      !!              - Print it each 50 time steps
50      !!              - Stop the run IF problem encountered by setting nstop > 0
51      !!                Problems checked: e3t0+ssh minimum smaller that 0
52      !!                                  |U|   maximum larger than 10 m/s
53      !!                                  ( not for SWE : negative sea surface salinity )
54      !!
55      !! ** Actions :   "time.step" file = last ocean time-step
56      !!                "run.stat"  file = run statistics
57      !!                 nstop indicator sheared among all local domain
58      !!----------------------------------------------------------------------
59      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt       ! ocean time-step index
60      INTEGER, INTENT(in   ) ::   Kmm      ! ocean time level index
61      !!
62      INTEGER                         ::   ji                                    ! dummy loop indices
63      INTEGER                         ::   idtime, istatus
64      INTEGER , DIMENSION(3)          ::   iareasum, iareamin, iareamax
65      INTEGER , DIMENSION(3,4)        ::   iloc                                  ! min/max loc indices
66      REAL(wp)                        ::   zzz                                   ! local real
67      REAL(wp), DIMENSION(3)          ::   zmax, zmaxlocal
68      LOGICAL                         ::   ll_wrtstp, ll_colruns, ll_wrtruns
69      LOGICAL, DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   llmsk
70      CHARACTER(len=20)               ::   clname
71      !!----------------------------------------------------------------------
72      IF( nstop > 0 .AND. ngrdstop > -1 )   RETURN   !   stpctl was already called by a child grid
73      !
74      IF( nstop > 0 .AND. ngrdstop > -1 )   RETURN   !   stpctl was already called by a child grid
75      !
76      ll_wrtstp  = ( MOD( kt-nit000, sn_cfctl%ptimincr ) == 0 ) .OR. ( kt == nitend )
77      ll_colruns = ll_wrtstp .AND. sn_cfctl%l_runstat .AND. jpnij > 1 
78      ll_wrtruns = ( ll_colruns .OR. jpnij == 1 ) .AND. lwm
79      !
80      IF( kt == nit000 ) THEN
81         !
82         IF( lwp ) THEN
83            WRITE(numout,*)
84            WRITE(numout,*) 'stp_ctl : time-stepping control'
85            WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
86         ENDIF
87         !                                ! open time.step    ascii file, done only by 1st subdomain
88         IF( lwm )   CALL ctl_opn( numstp, 'time.step', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, narea )
89         !
90         IF( ll_wrtruns ) THEN
91            !                             ! open run.stat     ascii file, done only by 1st subdomain
92            CALL ctl_opn( numrun, 'run.stat', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, narea )
93            !                             ! open run.stat.nc netcdf file, done only by 1st subdomain
94            clname = 'run.stat.nc'
95            IF( .NOT. Agrif_Root() )   clname = TRIM(Agrif_CFixed())//"_"//TRIM(clname)
96            istatus = NF90_CREATE( TRIM(clname), NF90_CLOBBER, nrunid )
97            istatus = NF90_DEF_DIM( nrunid, 'time', NF90_UNLIMITED, idtime )
98            istatus = NF90_DEF_VAR( nrunid, 'abs_ssh_max', NF90_DOUBLE, (/ idtime /), nvarid(1) )
99            istatus = NF90_DEF_VAR( nrunid,   'abs_u_max', NF90_DOUBLE, (/ idtime /), nvarid(2) )
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      zmax(1) = MINVAL( e3t_0(:,:,1)+ssh(:,:,Kmm)  )                              ! e3t_Kmm min
114      llmsk(:,:,:) = umask(:,:,:) == 1._wp
115      zmax(2) = MAXVAL(  ABS( uu(:,:,:,Kmm) ), mask = llmsk )                     ! velocity max (zonal only)
116      zmax(3) = REAL( nstop , wp )                                            ! stop indicator
117      !                                   !==               get global extrema             ==!
118      !                                   !==  done by all processes if writting run.stat  ==!
119      llmsk(Nis0:Nie0,Njs0:Nje0,1) = tmask(Nis0:Nie0,Njs0:Nje0,1) == 1._wp         ! define only the inner domain
120      zmax(1) = MAXVAL(     -e3t(:,:,1,Kmm) ), mask = llmsk(:,:,1) )      ! ssh max
121      llmsk(Nis0:Nie0,Njs0:Nje0,:) = umask(Nis0:Nie0,Njs0:Nje0,:) == 1._wp        ! define only the inner domain
122      zmax(2) = MAXVAL(  ABS( uu(:,:,:,Kmm) ), mask = llmsk(:,:,:) )                     ! velocity max (zonal only)
123      zmax(3) = REAL( nstop, wp )                                                 ! stop indicator
124      !                                   !==               get global extrema             ==!
125      !                                   !==  done by all processes if writting run.stat  ==!
126      IF( ll_colruns ) THEN
127         zmaxlocal(:) = zmax(:)
128         CALL mpp_max( "stpctl", zmax )          ! max over the global domain
129         nstop = NINT( zmax(3) )                 ! update nstop indicator (now sheared among all local domains)
130      ENDIF
131      !                                   !==              write "run.stat" files              ==!
132      !                                   !==  done only by 1st subdomain at writting timestep  ==!
133      IF( ll_wrtruns ) THEN
134         WRITE(numrun,9500) kt, zmax(1), zmax(2)
135         istatus = NF90_PUT_VAR( nrunid, nvarid(1), (/ zmax(1)/), (/kt/), (/1/) )
136         istatus = NF90_PUT_VAR( nrunid, nvarid(2), (/ zmax(2)/), (/kt/), (/1/) )
137         IF( kt == nitend )   istatus = NF90_CLOSE(nrunid)
138      ENDIF
139      !                                   !==               error handling               ==!
140      !                                   !==  done by all processes at every time step  ==!
141      !
142!!SWE specific : start
143      IF(   zmax(1) <=   0._wp .OR.           &               ! negative e3t_Kmm
144         &  zmax(2) >   10._wp .OR.           &               ! too large velocity ( > 10 m/s)
145         &  ISNAN( zmax(1) + zmax(2) ) .OR.   &               ! NaN encounter in the tests
146         &  ABS(   zmax(1) + zmax(2) ) > HUGE(1._wp) ) THEN   ! Infinity encounter in the tests
147         !
148         iloc(:,:) = 0
149         IF( ll_colruns ) THEN   ! zmax is global, so it is the same on all subdomains -> no dead lock with mpp_maxloc
150            ! first: close the netcdf file, so we can read it
151            IF( lwm .AND. kt /= nitend )   istatus = NF90_CLOSE(nrunid)
152            ! get global loc on the min/max
153            CALL mpp_minloc( 'stpctl', e3t_0(:,:,1) + ssh(:,:,Kmm), ssmask(:,:  ), zzz, iloc(1:2,1) )   ! mpp_maxloc ok if mask = F
154            CALL mpp_maxloc( 'stpctl', ABS( uu(:,:,:,Kmm))        ,  umask(:,:,:), zzz, iloc(1:3,2) )
155            ! find which subdomain has the max.
156            iareamin(:) = jpnij+1   ;   iareamax(:) = 0   ;   iareasum(:) = 0
157            DO ji = 1, 3
158               IF( zmaxlocal(ji) == zmax(ji) ) THEN
159                  iareamin(ji) = narea   ;   iareamax(ji) = narea   ;   iareasum(ji) = 1
160               ENDIF
161            END DO
162            CALL mpp_min( "stpctl", iareamin )         ! min over the global domain
163            CALL mpp_max( "stpctl", iareamax )         ! max over the global domain
164            CALL mpp_sum( "stpctl", iareasum )         ! sum over the global domain
165         ELSE                    ! find local min and max locations:
166            ! if we are here, this means that the subdomain contains some oce points -> no need to test the mask used in maxloc
167            iloc(1:2,1) = MINLOC( e3t_0(:,:,1) + ssh(:,:,Kmm), mask = ssmask(:,:  ) == 1._wp ) + (/ nimpp - 1, njmpp - 1    /)
168            iloc(1:3,2) = MAXLOC( ABS(  uu(:,:,:,       Kmm)), mask =  umask(:,:,:) == 1._wp ) + (/ nimpp - 1, njmpp - 1, 0 /)
169            iareamin(:) = narea   ;   iareamax(:) = narea   ;   iareasum(:) = 1         ! this is local information
170         ENDIF
171         !
172         WRITE(ctmp1,*) ' stp_ctl:  e3t0+ssh < 0 m  or  |U| > 10 m/s  or  NaN encounter in the tests'
173         CALL wrt_line( ctmp2, kt, 'e3t0+ssh min',  zmax(1), iloc(:,1), iareasum(1), iareamin(1), iareamax(1) )
174         CALL wrt_line( ctmp3, kt, '|U|   max'   ,  zmax(2), iloc(:,2), iareasum(2), iareamin(2), iareamax(2) )
175         IF( Agrif_Root() ) THEN
176            WRITE(ctmp6,*) '      ===> output of last computed fields in output.abort* files'
177         ELSE
178            WRITE(ctmp6,*) '      ===> output of last computed fields in '//TRIM(Agrif_CFixed())//'_output.abort* files'
179         ENDIF
180         !
181         CALL dia_wri_state( Kmm, 'output.abort' )     ! create an output.abort file
182         !
183         IF( ll_colruns .or. jpnij == 1 ) THEN   ! all processes synchronized -> use lwp to print in opened ocean.output files
184            IF(lwp) THEN   ;   CALL ctl_stop( ctmp1, ' ', ctmp2, ctmp3, ' ', ctmp6 )
185            ELSE           ;   nstop = MAX(1, nstop)   ! make sure nstop > 0 (automatically done when calling ctl_stop)
186            ENDIF
187         ELSE                                    ! only mpi subdomains with errors are here -> STOP now
188            CALL ctl_stop( 'STOP', ctmp1, ' ', ctmp2, ctmp3, ' ', ctmp6 )
189         ENDIF
190         !
191      ENDIF
192!!SWE specific : end
193      !
194      IF( nstop > 0 ) THEN                                                  ! an error was detected and we did not abort yet...
195         ngrdstop = Agrif_Fixed()                                           ! store which grid got this error
196         IF( .NOT. ll_colruns .AND. jpnij > 1 )   CALL ctl_stop( 'STOP' )   ! we must abort here to avoid MPI deadlock
197      ENDIF
198      !
1999500  FORMAT(' it :', i8, '      e3t_min: ', D23.16, ' |U|_max: ', D23.16)
200      !
201   END SUBROUTINE stp_ctl
202
203
204   SUBROUTINE wrt_line( cdline, kt, cdprefix, pval, kloc, ksum, kmin, kmax )
205      !!----------------------------------------------------------------------
206      !!                     ***  ROUTINE wrt_line  ***
207      !!
208      !! ** Purpose :   write information line
209      !!
210      !!----------------------------------------------------------------------
211      CHARACTER(len=*),      INTENT(  out) ::   cdline
212      CHARACTER(len=*),      INTENT(in   ) ::   cdprefix
213      REAL(wp),              INTENT(in   ) ::   pval
214      INTEGER, DIMENSION(3), INTENT(in   ) ::   kloc
215      INTEGER,               INTENT(in   ) ::   kt, ksum, kmin, kmax
216      !
217      CHARACTER(len=80) ::   clsuff
218      CHARACTER(len=9 ) ::   clkt, clsum, clmin, clmax
219      CHARACTER(len=9 ) ::   cli, clj, clk
220      CHARACTER(len=1 ) ::   clfmt
221      CHARACTER(len=4 ) ::   cl4   ! needed to be able to compile with Agrif, I don't know why
222      INTEGER           ::   ifmtk
223      !!----------------------------------------------------------------------
224      WRITE(clkt , '(i9)') kt
225     
226      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpnij  ,wp))) + 1     ! how many digits to we need to write ? (we decide max = 9)
227      !!! WRITE(clsum, '(i'//clfmt//')') ksum                   ! this is creating a compilation error with AGRIF
228      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clsum, cl4) ksum
229      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(MAX(1,jpnij-1),wp))) + 1    ! how many digits to we need to write ? (we decide max = 9)
230      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clmin, cl4) kmin-1
231                                   WRITE(clmax, cl4) kmax-1
232      !
233      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpiglo,wp))) + 1      ! how many digits to we need to write jpiglo? (we decide max = 9)
234      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(cli, cl4) kloc(1)      ! this is ok with AGRIF
235      WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpjglo,wp))) + 1      ! how many digits to we need to write jpjglo? (we decide max = 9)
236      cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clj, cl4) kloc(2)      ! this is ok with AGRIF
237      !
238      IF( ksum == 1 ) THEN   ;   WRITE(clsuff,9100) TRIM(clmin)
239      ELSE                   ;   WRITE(clsuff,9200) TRIM(clsum), TRIM(clmin), TRIM(clmax)
240      ENDIF
241      IF(kloc(3) == 0) THEN
242         ifmtk = INT(LOG10(REAL(jpk,wp))) + 1                   ! how many digits to we need to write jpk? (we decide max = 9)
243         clk = REPEAT(' ', ifmtk)                               ! create the equivalent in blank string
244         WRITE(cdline,9300) TRIM(ADJUSTL(clkt)), TRIM(ADJUSTL(cdprefix)), pval, TRIM(cli), TRIM(clj), clk(1:ifmtk), TRIM(clsuff)
245      ELSE
246         WRITE(clfmt, '(i1)') INT(LOG10(REAL(jpk,wp))) + 1      ! how many digits to we need to write jpk? (we decide max = 9)
247         !!! WRITE(clk, '(i'//clfmt//')') kloc(3)               ! this is creating a compilation error with AGRIF
248         cl4 = '(i'//clfmt//')'   ;   WRITE(clk, cl4) kloc(3)   ! this is ok with AGRIF
249         WRITE(cdline,9400) TRIM(ADJUSTL(clkt)), TRIM(ADJUSTL(cdprefix)), pval, TRIM(cli), TRIM(clj),    TRIM(clk), TRIM(clsuff)
250      ENDIF
251      !
2529100  FORMAT('MPI rank ', a)
2539200  FORMAT('found in ', a, ' MPI tasks, spread out among ranks ', a, ' to ', a)
2549300  FORMAT('kt ', a, ' ', a, ' ', 1pg11.4, ' at i j   ', a, ' ', a, ' ', a, ' ', a)
2559400  FORMAT('kt ', a, ' ', a, ' ', 1pg11.4, ' at i j k ', a, ' ', a, ' ', a, ' ', a)
256      !
257   END SUBROUTINE wrt_line
258
259
260   !!======================================================================
261END MODULE stpctl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.