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Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
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nemogcm.F90 in branches/2011/dev_NEMO_MERGE_2011/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC – NEMO

source: branches/2011/dev_NEMO_MERGE_2011/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/nemogcm.F90 @ 3116

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dev_NEMO_MERGE_2011: add in changes dev_NOC_UKMO_MERGE developments

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 35.8 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 :  OPA  ! 1990-10  (C. Levy, G. Madec)  Original code
7   !!            7.0  ! 1991-11  (M. Imbard, C. Levy, G. Madec)
8   !!            7.1  ! 1993-03  (M. Imbard, C. Levy, G. Madec, O. Marti, M. Guyon, A. Lazar,
9   !!                             P. Delecluse, C. Perigaud, G. Caniaux, B. Colot, C. Maes) release 7.1
10   !!             -   ! 1992-06  (L.Terray)  coupling implementation
11   !!             -   ! 1993-11  (M.A. Filiberti) IGLOO sea-ice
12   !!            8.0  ! 1996-03  (M. Imbard, C. Levy, G. Madec, O. Marti, M. Guyon, A. Lazar,
13   !!                             P. Delecluse, L.Terray, M.A. Filiberti, J. Vialar, A.M. Treguier, M. Levy) release 8.0
14   !!            8.1  ! 1997-06  (M. Imbard, G. Madec)
15   !!            8.2  ! 1999-11  (M. Imbard, H. Goosse)  LIM sea-ice model
16   !!                 ! 1999-12  (V. Thierry, A-M. Treguier, M. Imbard, M-A. Foujols)  OPEN-MP
17   !!                 ! 2000-07  (J-M Molines, M. Imbard)  Open Boundary Conditions  (CLIPPER)
18   !!   NEMO     1.0  ! 2002-08  (G. Madec)  F90: Free form and modules
19   !!             -   ! 2004-06  (R. Redler, NEC CCRLE, Germany) add OASIS[3/4] coupled interfaces
20   !!             -   ! 2004-08  (C. Talandier) New trends organization
21   !!             -   ! 2005-06  (C. Ethe) Add the 1D configuration possibility
22   !!             -   ! 2005-11  (V. Garnier) Surface pressure gradient organization
23   !!             -   ! 2006-03  (L. Debreu, C. Mazauric)  Agrif implementation
24   !!             -   ! 2006-04  (G. Madec, R. Benshila)  Step reorganization
25   !!             -   ! 2007-07  (J. Chanut, A. Sellar) Unstructured open boundaries (BDY)
26   !!            3.2  ! 2009-08  (S. Masson)  open/write in the listing file in mpp
27   !!            3.3  ! 2010-05  (K. Mogensen, A. Weaver, M. Martin, D. Lea) Assimilation interface
28   !!             -   ! 2010-10  (C. Ethe, G. Madec) reorganisation of initialisation phase
29   !!            3.3.1! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
30   !!            3.4  ! 2011-11  (C. Harris) decomposition changes for running with CICE
31   !!----------------------------------------------------------------------
32
33   !!----------------------------------------------------------------------
34   !!   nemo_gcm       : solve ocean dynamics, tracer, biogeochemistry and/or sea-ice
35   !!   nemo_init      : initialization of the NEMO system
36   !!   nemo_ctl       : initialisation of the contol print
37   !!   nemo_closefile : close remaining open files
38   !!   nemo_alloc     : dynamical allocation
39   !!   nemo_partition : calculate MPP domain decomposition
40   !!   factorise      : calculate the factors of the no. of MPI processes
41   !!----------------------------------------------------------------------
42   USE step_oce        ! module used in the ocean time stepping module
43   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
44   USE cla             ! cross land advection               (tra_cla routine)
45   USE domcfg          ! domain configuration               (dom_cfg routine)
46   USE mppini          ! shared/distributed memory setting (mpp_init routine)
47   USE domain          ! domain initialization             (dom_init routine)
48   USE obcini          ! open boundary cond. initialization (obc_ini routine)
49   USE bdyini          ! open boundary cond. initialization (bdy_init routine)
50   USE bdydta          ! open boundary cond. initialization (bdy_dta_init routine)
51   USE bdytides        ! open boundary cond. initialization (tide_init routine)
52   USE istate          ! initial state setting          (istate_init routine)
53   USE ldfdyn          ! lateral viscosity setting      (ldfdyn_init routine)
54   USE ldftra          ! lateral diffusivity setting    (ldftra_init routine)
55   USE zdfini          ! vertical physics setting          (zdf_init routine)
56   USE phycst          ! physical constant                  (par_cst routine)
57   USE trdmod          ! momentum/tracers trends       (trd_mod_init routine)
58   USE asminc          ! assimilation increments       (asm_inc_init routine)
59   USE asmtrj          ! writing out state trajectory
60   USE sshwzv          ! vertical velocity used in asm
61   USE diaptr          ! poleward transports           (dia_ptr_init routine)
62   USE diadct          ! sections transports           (dia_dct_init routine)
63   USE diaobs          ! Observation diagnostics       (dia_obs_init routine)
64   USE step            ! NEMO time-stepping                 (stp     routine)
65#if defined key_oasis3
66   USE cpl_oasis3      ! OASIS3 coupling
67#elif defined key_oasis4
68   USE cpl_oasis4      ! OASIS4 coupling (not working)
69#endif
70   USE c1d             ! 1D configuration
71   USE step_c1d        ! Time stepping loop for the 1D configuration
72   USE dynnept         ! simplified form of Neptune effect
73#if defined key_top
74   USE trcini          ! passive tracer initialisation
75#endif
76   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
77#if defined key_iomput
78   USE mod_ioclient
79#endif
80
81   IMPLICIT NONE
82   PRIVATE
83
84   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
85   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
86
87   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
88
89   !!----------------------------------------------------------------------
90   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
91   !! $Id$
92   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
93   !!----------------------------------------------------------------------
94CONTAINS
95
96   SUBROUTINE nemo_gcm
97      !!----------------------------------------------------------------------
98      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
99      !!
100      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
101      !!              curvilinear mesh on the sphere.
102      !!
103      !! ** Method  : - model general initialization
104      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
105      !!              - finalize the run by closing files and communications
106      !!
107      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
108      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
109      !!----------------------------------------------------------------------
110      INTEGER ::   istp       ! time step index
111      !!----------------------------------------------------------------------
112      !
113#if defined key_agrif
114      CALL Agrif_Init_Grids()      ! AGRIF: set the meshes
115#endif
116
117      !                            !-----------------------!
118      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
119      !                            !-----------------------!
120#if defined key_agrif
121      CALL Agrif_Declare_Var       ! AGRIF: set the meshes
122# if defined key_top
123      CALL Agrif_Declare_Var_Top   ! AGRIF: set the meshes
124# endif
125#endif
126      ! check that all process are still there... If some process have an error,
127      ! they will never enter in step and other processes will wait until the end of the cpu time!
128      IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
129
130      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
131
132      !                            !-----------------------!
133      !                            !==   time stepping   ==!
134      !                            !-----------------------!
135      istp = nit000
136#if defined key_c1d
137         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
138            CALL stp_c1d( istp )
139            istp = istp + 1
140         END DO
141#else
142          IF( lk_asminc ) THEN
143             IF( ln_bkgwri ) CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1 )    ! Output background fields
144             IF( ln_trjwri ) CALL asm_trj_wri( nit000 - 1 )    ! Output trajectory fields
145             IF( ln_asmdin ) THEN                        ! Direct initialization
146                IF( ln_trainc ) CALL tra_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Tracers
147                IF( ln_dyninc ) THEN
148                   CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Dynamics
149                   IF ( ln_asmdin ) CALL ssh_wzv ( nit000 - 1 )      ! update vertical velocity
150                ENDIF
151                IF( ln_sshinc ) CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1 )    ! SSH
152             ENDIF
153          ENDIF
154       
155         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
156#if defined key_agrif
157            CALL Agrif_Step( stp )           ! AGRIF: time stepping
158#else
159            CALL stp( istp )                 ! standard time stepping
160#endif
161            istp = istp + 1
162            IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
163         END DO
164#endif
165
166      IF( lk_diaobs ) CALL dia_obs_wri
167       
168      !                            !------------------------!
169      !                            !==  finalize the run  ==!
170      !                            !------------------------!
171      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
172      !
173      IF( nstop /= 0 .AND. lwp ) THEN   ! error print
174         WRITE(numout,cform_err)
175         WRITE(numout,*) nstop, ' error have been found' 
176      ENDIF
177      !
178      CALL nemo_closefile
179#if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
180      CALL cpl_prism_finalize           ! end coupling and mpp communications with OASIS
181#else
182      IF( lk_mpp )   CALL mppstop       ! end mpp communications
183#endif
184      !
185   END SUBROUTINE nemo_gcm
186
187
188   SUBROUTINE nemo_init
189      !!----------------------------------------------------------------------
190      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
191      !!
192      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
193      !!----------------------------------------------------------------------
194      INTEGER ::   ji            ! dummy loop indices
195      INTEGER ::   ilocal_comm   ! local integer
196      CHARACTER(len=80), DIMENSION(16) ::   cltxt
197      !!
198      NAMELIST/namctl/ ln_ctl  , nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
199         &             nn_isplt, nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle, nn_bench
200      !!----------------------------------------------------------------------
201      !
202      cltxt = ''
203      !
204      !                             ! open Namelist file
205      CALL ctl_opn( numnam, 'namelist', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
206      !
207      READ( numnam, namctl )        ! Namelist namctl : Control prints & Benchmark
208      !
209      !                             !--------------------------------------------!
210      !                             !  set communicator & select the local node  !
211      !                             !--------------------------------------------!
212#if defined key_iomput
213      IF( Agrif_Root() ) THEN
214# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
215         CALL cpl_prism_init( ilocal_comm )                 ! nemo local communicator given by oasis
216# endif
217         CALL  init_ioclient( ilocal_comm )                 ! exchange io_server nemo local communicator with the io_server
218      ENDIF
219      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection
220#else
221# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
222      IF( Agrif_Root() ) THEN
223         CALL cpl_prism_init( ilocal_comm )                 ! nemo local communicator given by oasis
224      ENDIF
225      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection (control print return in cltxt)
226# else
227      ilocal_comm = 0
228      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop )                 ! Nodes selection (control print return in cltxt)
229# endif
230#endif
231      narea = narea + 1                                     ! mynode return the rank of proc (0 --> jpnij -1 )
232
233      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl                        ! control of all listing output print
234
235      ! If dimensions of processor grid weren't specified in the namelist file
236      ! then we calculate them here now that we have our communicator size
237      IF( (jpni < 1) .OR. (jpnj < 1) )THEN
238#if   defined key_mpp_mpi
239         IF( Agrif_Root() ) CALL nemo_partition(mppsize)
240#else
241         jpni  = 1
242         jpnj  = 1
243         jpnij = jpni*jpnj
244#endif
245      END IF
246
247      ! Calculate domain dimensions given calculated jpni and jpnj
248      ! This used to be done in par_oce.F90 when they were parameters rather
249      ! than variables
250      IF( Agrif_Root() ) THEN
251         jpi = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci   ! first  dim.
252#if defined key_nemocice_decomp
253         jpj = ( jpjglo+1-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj ! second dim.
254#else
255         jpj = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj   ! second dim.
256#endif
257         jpk = jpkdta                                             ! third dim
258         jpim1 = jpi-1                                            ! inner domain indices
259         jpjm1 = jpj-1                                            !   "           "
260         jpkm1 = jpk-1                                            !   "           "
261         jpij  = jpi*jpj                                          !  jpi x j
262      ENDIF
263
264      IF(lwp) THEN                            ! open listing units
265         !
266         CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
267         !
268         WRITE(numout,*)
269         WRITE(numout,*) '         CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean'
270         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
271         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
272         WRITE(numout,*) '                  version 3.3  (2010) '
273         WRITE(numout,*)
274         WRITE(numout,*)
275         DO ji = 1, SIZE(cltxt) 
276            IF( TRIM(cltxt(ji)) /= '' )   WRITE(numout,*) cltxt(ji)      ! control print of mynode
277         END DO
278         WRITE(numout,cform_aaa)                                         ! Flag AAAAAAA
279         !
280      ENDIF
281
282      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set we can
283      ! allocate arrays
284      CALL nemo_alloc()
285
286      !                             !-------------------------------!
287      !                             !  NEMO general initialization  !
288      !                             !-------------------------------!
289
290      CALL nemo_ctl                          ! Control prints & Benchmark
291
292      !                                      ! Domain decomposition
293      IF( jpni*jpnj == jpnij ) THEN   ;   CALL mpp_init      ! standard cutting out
294      ELSE                            ;   CALL mpp_init2     ! eliminate land processors
295      ENDIF
296      !
297      !                                      ! General initialization
298                            CALL     phy_cst    ! Physical constants
299                            CALL     eos_init   ! Equation of state
300                            CALL     dom_cfg    ! Domain configuration
301                            CALL     dom_init   ! Domain
302
303      IF( ln_nnogather )    CALL nemo_northcomms   ! Initialise the northfold neighbour lists (must be done after the masks are defined)
304
305      IF( ln_ctl        )   CALL prt_ctl_init   ! Print control
306
307      IF( lk_obc        )   CALL     obc_init   ! Open boundaries
308      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_init       ! Open boundaries initialisation
309      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_dta_init   ! Open boundaries initialisation of external data arrays
310      IF( lk_bdy        )   CALL     tide_init      ! Open boundaries initialisation of tidal harmonic forcing
311
312                            CALL flush(numout)
313                            CALL dyn_nept_init  ! simplified form of Neptune effect
314                            CALL flush(numout)
315
316                            CALL  istate_init   ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
317
318      !                                     ! Ocean physics
319                            CALL     sbc_init   ! Forcings : surface module
320      !                                         ! Vertical physics
321                            CALL     zdf_init      ! namelist read
322                            CALL zdf_bfr_init      ! bottom friction
323      IF( lk_zdfric     )   CALL zdf_ric_init      ! Richardson number dependent Kz
324      IF( lk_zdftke     )   CALL zdf_tke_init      ! TKE closure scheme
325      IF( lk_zdfgls     )   CALL zdf_gls_init      ! GLS closure scheme
326      IF( lk_zdfkpp     )   CALL zdf_kpp_init      ! KPP closure scheme
327      IF( lk_zdftmx     )   CALL zdf_tmx_init      ! tidal vertical mixing
328      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp )   & 
329         &                  CALL zdf_ddm_init      ! double diffusive mixing
330      !                                         ! Lateral physics
331                            CALL ldf_tra_init      ! Lateral ocean tracer physics
332                            CALL ldf_dyn_init      ! Lateral ocean momentum physics
333      IF( lk_ldfslp     )   CALL ldf_slp_init      ! slope of lateral mixing
334
335      !                                     ! Active tracers
336                            CALL tra_qsr_init   ! penetrative solar radiation qsr
337                            CALL tra_bbc_init   ! bottom heat flux
338      IF( lk_trabbl     )   CALL tra_bbl_init   ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
339      IF( ln_tradmp     )   CALL tra_dmp_init   ! internal damping trends
340                            CALL tra_adv_init   ! horizontal & vertical advection
341                            CALL tra_ldf_init   ! lateral mixing
342                            CALL tra_zdf_init   ! vertical mixing and after tracer fields
343
344      !                                     ! Dynamics
345                            CALL dyn_adv_init   ! advection (vector or flux form)
346                            CALL dyn_vor_init   ! vorticity term including Coriolis
347                            CALL dyn_ldf_init   ! lateral mixing
348                            CALL dyn_hpg_init   ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
349                            CALL dyn_zdf_init   ! vertical diffusion
350                            CALL dyn_spg_init   ! surface pressure gradient
351                           
352      !                                     ! Misc. options
353      IF( nn_cla == 1   )   CALL cla_init       ! Cross Land Advection
354     
355#if defined key_top
356      !                                     ! Passive tracers
357                            CALL     trc_init
358#endif
359      !                                     ! Diagnostics
360      IF( lk_floats     )   CALL     flo_init   ! drifting Floats
361                            CALL     iom_init   ! iom_put initialization
362      IF( lk_diaar5     )   CALL dia_ar5_init   ! ar5 diag
363                            CALL dia_ptr_init   ! Poleward TRansports initialization
364      IF( lk_diadct     )   CALL dia_dct_init   ! Sections tranports
365                            CALL dia_hsb_init   ! heat content, salt content and volume budgets
366                            CALL trd_mod_init   ! Mixed-layer/Vorticity/Integral constraints trends
367      IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
368                            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
369                            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
370      ENDIF     
371      !                                     ! Assimilation increments
372      IF( lk_asminc     )   CALL asm_inc_init   ! Initialize assimilation increments
373      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
374      !
375   END SUBROUTINE nemo_init
376
377
378   SUBROUTINE nemo_ctl
379      !!----------------------------------------------------------------------
380      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
381      !!
382      !! ** Purpose :   control print setting
383      !!
384      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
385      !!----------------------------------------------------------------------
386      !
387      IF(lwp) THEN                  ! control print
388         WRITE(numout,*)
389         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints & Benchmark'
390         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
391         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
392         WRITE(numout,*) '      run control (for debugging)     ln_ctl     = ', ln_ctl
393         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
394         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
395         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
396         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
397         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
398         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
399         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
400         WRITE(numout,*) '      benchmark parameter (0/1)       nn_bench   = ', nn_bench
401      ENDIF
402      !
403      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
404      nictls    = nn_ictls
405      nictle    = nn_ictle
406      njctls    = nn_jctls
407      njctle    = nn_jctle
408      isplt     = nn_isplt
409      jsplt     = nn_jsplt
410      nbench    = nn_bench
411      !                             ! Parameter control
412      !
413      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
414         IF( lk_mpp ) THEN
415            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
416         ELSE
417            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
418               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
419                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
420            ENDIF
421            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
422         ENDIF
423         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
424         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
425         !
426         !                              ! indices used for the SUM control
427         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
428            lsp_area = .FALSE.                       
429         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
430            lsp_area = .TRUE.
431            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
432               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
433               nictls = 1
434            ENDIF
435            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
436               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
437               nictle = jpiglo
438            ENDIF
439            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
440               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
441               njctls = 1
442            ENDIF
443            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
444               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
445               njctle = jpjglo
446            ENDIF
447         ENDIF
448      ENDIF
449      !
450      IF( nbench == 1 ) THEN              ! Benchmark
451         SELECT CASE ( cp_cfg )
452         CASE ( 'gyre' )   ;   CALL ctl_warn( ' The Benchmark is activated ' )
453         CASE DEFAULT      ;   CALL ctl_stop( ' The Benchmark is based on the GYRE configuration:',   &
454            &                                 ' key_gyre must be used or set nbench = 0' )
455         END SELECT
456      ENDIF
457      !
458      IF( lk_c1d .AND. .NOT.lk_iomput )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The 1D configuration must be used ',   &
459         &                                               'with the IOM Input/Output manager. '         ,   &
460         &                                               'Compile with key_iomput enabled' )
461      !
462   END SUBROUTINE nemo_ctl
463
464
465   SUBROUTINE nemo_closefile
466      !!----------------------------------------------------------------------
467      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
468      !!
469      !! ** Purpose :   Close the files
470      !!----------------------------------------------------------------------
471      !
472      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
473      !
474      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
475      !
476      IF( numstp      /= -1 )   CLOSE( numstp      )   ! time-step file
477      IF( numsol      /= -1 )   CLOSE( numsol      )   ! solver file
478      IF( numnam      /= -1 )   CLOSE( numnam      )   ! oce namelist
479      IF( numnam_ice  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice  )   ! ice namelist
480      IF( numevo_ice  /= -1 )   CLOSE( numevo_ice  )   ! ice variables (temp. evolution)
481      IF( numout      /=  6 )   CLOSE( numout      )   ! standard model output file
482      IF( numdct_vol  /= -1 )   CLOSE( numdct_vol  )   ! volume transports
483      IF( numdct_heat /= -1 )   CLOSE( numdct_heat )   ! heat transports
484      IF( numdct_salt /= -1 )   CLOSE( numdct_salt )   ! salt transports
485
486      !
487      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
488      !
489   END SUBROUTINE nemo_closefile
490
491
492   SUBROUTINE nemo_alloc
493      !!----------------------------------------------------------------------
494      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
495      !!
496      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
497      !!
498      !! ** Method  :
499      !!----------------------------------------------------------------------
500      USE diawri    , ONLY: dia_wri_alloc
501      USE dom_oce   , ONLY: dom_oce_alloc
502      USE ldfdyn_oce, ONLY: ldfdyn_oce_alloc
503      USE ldftra_oce, ONLY: ldftra_oce_alloc
504      USE trc_oce   , ONLY: trc_oce_alloc
505      USE wrk_nemo  , ONLY: wrk_alloc
506      !
507      INTEGER :: ierr
508      !!----------------------------------------------------------------------
509      !
510      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
511      ierr = ierr + dia_wri_alloc   ()
512      ierr = ierr + dom_oce_alloc   ()          ! ocean domain
513      ierr = ierr + ldfdyn_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : dynamics
514      ierr = ierr + ldftra_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : tracers
515      ierr = ierr + zdf_oce_alloc   ()          ! ocean vertical physics
516      !
517      ierr = ierr + lib_mpp_alloc   (numout)    ! mpp exchanges
518      ierr = ierr + trc_oce_alloc   ()          ! shared TRC / TRA arrays
519      !
520      ierr = ierr + wrk_alloc(numout, lwp)      ! workspace
521      !
522      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
523      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc : unable to allocate standard ocean arrays' )
524      !
525   END SUBROUTINE nemo_alloc
526
527
528   SUBROUTINE nemo_partition( num_pes )
529      !!----------------------------------------------------------------------
530      !!                 ***  ROUTINE nemo_partition  ***
531      !!
532      !! ** Purpose :   
533      !!
534      !! ** Method  :
535      !!----------------------------------------------------------------------
536      INTEGER, INTENT(in) :: num_pes ! The number of MPI processes we have
537      !
538      INTEGER, PARAMETER :: nfactmax = 20
539      INTEGER :: nfact ! The no. of factors returned
540      INTEGER :: ierr  ! Error flag
541      INTEGER :: ji
542      INTEGER :: idiff, mindiff, imin ! For choosing pair of factors that are closest in value
543      INTEGER, DIMENSION(nfactmax) :: ifact ! Array of factors
544      !!----------------------------------------------------------------------
545
546      ierr = 0
547
548      CALL factorise( ifact, nfactmax, nfact, num_pes, ierr )
549
550      IF( nfact <= 1 ) THEN
551         WRITE (numout, *) 'WARNING: factorisation of number of PEs failed'
552         WRITE (numout, *) '       : using grid of ',num_pes,' x 1'
553         jpnj = 1
554         jpni = num_pes
555      ELSE
556         ! Search through factors for the pair that are closest in value
557         mindiff = 1000000
558         imin    = 1
559         DO ji = 1, nfact-1, 2
560            idiff = ABS( ifact(ji) - ifact(ji+1) )
561            IF( idiff < mindiff ) THEN
562               mindiff = idiff
563               imin = ji
564            ENDIF
565         END DO
566         jpnj = ifact(imin)
567         jpni = ifact(imin + 1)
568      ENDIF
569      !
570      jpnij = jpni*jpnj
571      !
572   END SUBROUTINE nemo_partition
573
574
575   SUBROUTINE factorise( kfax, kmaxfax, knfax, kn, kerr )
576      !!----------------------------------------------------------------------
577      !!                     ***  ROUTINE factorise  ***
578      !!
579      !! ** Purpose :   return the prime factors of n.
580      !!                knfax factors are returned in array kfax which is of
581      !!                maximum dimension kmaxfax.
582      !! ** Method  :
583      !!----------------------------------------------------------------------
584      INTEGER                    , INTENT(in   ) ::   kn, kmaxfax
585      INTEGER                    , INTENT(  out) ::   kerr, knfax
586      INTEGER, DIMENSION(kmaxfax), INTENT(  out) ::   kfax
587      !
588      INTEGER :: ifac, jl, inu
589      INTEGER, PARAMETER :: ntest = 14
590      INTEGER :: ilfax(ntest)
591
592      ! lfax contains the set of allowed factors.
593      data (ilfax(jl),jl=1,ntest) / 16384, 8192, 4096, 2048, 1024, 512, 256,  &
594         &                            128,   64,   32,   16,    8,   4,   2  /
595      !!----------------------------------------------------------------------
596
597      ! Clear the error flag and initialise output vars
598      kerr = 0
599      kfax = 1
600      knfax = 0
601
602      ! Find the factors of n.
603      IF( kn == 1 )   GOTO 20
604
605      ! nu holds the unfactorised part of the number.
606      ! knfax holds the number of factors found.
607      ! l points to the allowed factor list.
608      ! ifac holds the current factor.
609
610      inu   = kn
611      knfax = 0
612
613      DO jl = ntest, 1, -1
614         !
615         ifac = ilfax(jl)
616         IF( ifac > inu )   CYCLE
617
618         ! Test whether the factor will divide.
619
620         IF( MOD(inu,ifac) == 0 ) THEN
621            !
622            knfax = knfax + 1            ! Add the factor to the list
623            IF( knfax > kmaxfax ) THEN
624               kerr = 6
625               write (*,*) 'FACTOR: insufficient space in factor array ', knfax
626               return
627            ENDIF
628            kfax(knfax) = ifac
629            ! Store the other factor that goes with this one
630            knfax = knfax + 1
631            kfax(knfax) = inu / ifac
632            !WRITE (*,*) 'ARPDBG, factors ',knfax-1,' & ',knfax,' are ', kfax(knfax-1),' and ',kfax(knfax)
633         ENDIF
634         !
635      END DO
636
637   20 CONTINUE      ! Label 20 is the exit point from the factor search loop.
638      !
639   END SUBROUTINE factorise
640
641#if defined key_mpp_mpi
642   SUBROUTINE nemo_northcomms
643      !!======================================================================
644      !!                     ***  ROUTINE  nemo_northcomms  ***
645      !! nemo_northcomms    :  Setup for north fold exchanges with explicit peer to peer messaging
646      !!=====================================================================
647      !!----------------------------------------------------------------------
648      !!
649      !! ** Purpose :   Initialization of the northern neighbours lists.
650      !!----------------------------------------------------------------------
651      !!    1.0  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE)
652      !!----------------------------------------------------------------------
653
654      INTEGER ::   ji, jj, jk, ij, jtyp    ! dummy loop indices
655      INTEGER ::   ijpj                    ! number of rows involved in north-fold exchange
656      INTEGER ::   northcomms_alloc        ! allocate return status
657      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION ( :,: ) ::   znnbrs     ! workspace
658      LOGICAL,  ALLOCATABLE, DIMENSION ( : )   ::   lrankset   ! workspace
659
660      IF(lwp) WRITE(numout,*)
661      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'nemo_northcomms : Initialization of the northern neighbours lists'
662      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
663
664      !!----------------------------------------------------------------------
665      ALLOCATE( znnbrs(jpi,jpj), stat = northcomms_alloc )
666      ALLOCATE( lrankset(jpnij), stat = northcomms_alloc )
667      IF( northcomms_alloc /= 0 ) THEN
668         WRITE(numout,cform_war)
669         WRITE(numout,*) 'northcomms_alloc : failed to allocate arrays'
670         CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_northcomms : unable to allocate temporary arrays' )
671      ENDIF
672      nsndto = 0
673      isendto = -1
674      ijpj   = 4
675      !
676      ! This routine has been called because ln_nnogather has been set true ( nammpp )
677      ! However, these first few exchanges have to use the mpi_allgather method to
678      ! establish the neighbour lists to use in subsequent peer to peer exchanges.
679      ! Consequently, set l_north_nogather to be false here and set it true only after
680      ! the lists have been established.
681      !
682      l_north_nogather = .FALSE.
683      !
684      ! Exchange and store ranks on northern rows
685
686      DO jtyp = 1,4
687
688         lrankset = .FALSE.
689         znnbrs = narea
690         SELECT CASE (jtyp)
691            CASE(1)
692               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'T', 1. )      ! Type 1: T,W-points
693            CASE(2)
694               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'U', 1. )      ! Type 2: U-point
695            CASE(3)
696               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'V', 1. )      ! Type 3: V-point
697            CASE(4)
698               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'F', 1. )      ! Type 4: F-point
699         END SELECT
700
701         IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt ) ) THEN
702            DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
703               ij = jj - nlcj + ijpj
704               DO ji = 1,jpi
705                  IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND. INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
706               &     lrankset(INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
707               END DO
708            END DO
709
710            DO jj = 1,jpnij
711               IF ( lrankset(jj) ) THEN
712                  nsndto(jtyp) = nsndto(jtyp) + 1
713                  IF ( nsndto(jtyp) .GT. jpmaxngh ) THEN
714                     CALL ctl_stop( ' Too many neighbours in nemo_northcomms ', &
715                  &                 ' jpmaxngh will need to be increased ')
716                  ENDIF
717                  isendto(nsndto(jtyp),jtyp) = jj-1   ! narea converted to MPI rank
718               ENDIF
719            END DO
720         ENDIF
721
722      END DO
723
724      !
725      ! Type 5: I-point
726      !
727      ! ICE point exchanges may involve some averaging. The neighbours list is
728      ! built up using two exchanges to ensure that the whole stencil is covered.
729      ! lrankset should not be reset between these 'J' and 'K' point exchanges
730
731      jtyp = 5
732      lrankset = .FALSE.
733      znnbrs = narea 
734      CALL lbc_lnk( znnbrs, 'J', 1. ) ! first ice U-V point
735
736      IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt ) ) THEN
737         DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
738            ij = jj - nlcj + ijpj
739            DO ji = 1,jpi
740               IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND. INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
741            &     lrankset(INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
742         END DO
743        END DO
744      ENDIF
745
746      znnbrs = narea 
747      CALL lbc_lnk( znnbrs, 'K', 1. ) ! second ice U-V point
748
749      IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt )) THEN
750         DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
751            ij = jj - nlcj + ijpj
752            DO ji = 1,jpi
753               IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND.  INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
754            &       lrankset( INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
755            END DO
756         END DO
757
758         DO jj = 1,jpnij
759            IF ( lrankset(jj) ) THEN
760               nsndto(jtyp) = nsndto(jtyp) + 1
761               IF ( nsndto(jtyp) .GT. jpmaxngh ) THEN
762                  CALL ctl_stop( ' Too many neighbours in nemo_northcomms ', &
763               &                 ' jpmaxngh will need to be increased ')
764               ENDIF
765               isendto(nsndto(jtyp),jtyp) = jj-1   ! narea converted to MPI rank
766            ENDIF
767         END DO
768         !
769         ! For northern row areas, set l_north_nogather so that all subsequent exchanges
770         ! can use peer to peer communications at the north fold
771         !
772         l_north_nogather = .TRUE.
773         !
774      ENDIF
775      DEALLOCATE( znnbrs )
776      DEALLOCATE( lrankset )
777
778   END SUBROUTINE nemo_northcomms
779#else
780   SUBROUTINE nemo_northcomms      ! Dummy routine
781      WRITE(*,*) 'nemo_northcomms: You should not have seen this print! error?'
782   END SUBROUTINE nemo_northcomms
783#endif
784   !!======================================================================
785END MODULE nemogcm
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.