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nemogcm.F90 in branches/2013/dev_MERCATOR_UKMO_2013/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC – NEMO

source: branches/2013/dev_MERCATOR_UKMO_2013/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/nemogcm.F90 @ 9088

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RevLine 
[2496]1MODULE nemogcm
[2442]2   !!======================================================================
[2496]3   !!                       ***  MODULE nemogcm   ***
4   !! Ocean system   : NEMO GCM (ocean dynamics, on-line tracers, biochemistry and sea-ice)
[2442]5   !!======================================================================
[1593]6   !! History :  OPA  ! 1990-10  (C. Levy, G. Madec)  Original code
7   !!            7.0  ! 1991-11  (M. Imbard, C. Levy, G. Madec)
[3764]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
[1593]10   !!             -   ! 1992-06  (L.Terray)  coupling implementation
[3764]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,
[2104]13   !!                             P. Delecluse, L.Terray, M.A. Filiberti, J. Vialar, A.M. Treguier, M. Levy) release 8.0
[1593]14   !!            8.1  ! 1997-06  (M. Imbard, G. Madec)
[3764]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
[1593]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
[3764]27   !!            3.3  ! 2010-05  (K. Mogensen, A. Weaver, M. Martin, D. Lea) Assimilation interface
[2236]28   !!             -   ! 2010-10  (C. Ethe, G. Madec) reorganisation of initialisation phase
[3294]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
[1593]31   !!----------------------------------------------------------------------
[3]32
33   !!----------------------------------------------------------------------
[2496]34   !!   nemo_gcm       : solve ocean dynamics, tracer, biogeochemistry and/or sea-ice
35   !!   nemo_init      : initialization of the NEMO system
[3764]36   !!   nemo_ctl       : initialisation of the contol print
[2496]37   !!   nemo_closefile : close remaining open files
[2715]38   !!   nemo_alloc     : dynamical allocation
39   !!   nemo_partition : calculate MPP domain decomposition
40   !!   factorise      : calculate the factors of the no. of MPI processes
[3]41   !!----------------------------------------------------------------------
[2382]42   USE step_oce        ! module used in the ocean time stepping module
[888]43   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
[2392]44   USE cla             ! cross land advection               (tra_cla routine)
[3]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)
[3625]48#if defined key_nemocice_decomp
49   USE ice_domain_size, only: nx_global, ny_global
50#endif
[3651]51   USE tideini         ! tidal components initialization   (tide_ini routine)
[3]52   USE obcini          ! open boundary cond. initialization (obc_ini routine)
[3294]53   USE bdyini          ! open boundary cond. initialization (bdy_init routine)
54   USE bdydta          ! open boundary cond. initialization (bdy_dta_init routine)
[3651]55   USE bdytides        ! open boundary cond. initialization (bdytide_init routine)
[3]56   USE istate          ! initial state setting          (istate_init routine)
57   USE ldfdyn          ! lateral viscosity setting      (ldfdyn_init routine)
58   USE ldftra          ! lateral diffusivity setting    (ldftra_init routine)
[2392]59   USE zdfini          ! vertical physics setting          (zdf_init routine)
[3]60   USE phycst          ! physical constant                  (par_cst routine)
[2236]61   USE trdmod          ! momentum/tracers trends       (trd_mod_init routine)
[3768]62   USE asminc          ! assimilation increments     
63   USE asmbkg          ! writing out state trajectory
[2236]64   USE diaptr          ! poleward transports           (dia_ptr_init routine)
[3294]65   USE diadct          ! sections transports           (dia_dct_init routine)
[2236]66   USE diaobs          ! Observation diagnostics       (dia_obs_init routine)
[3764]67   USE lib_fortran     ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)
[2496]68   USE step            ! NEMO time-stepping                 (stp     routine)
[3609]69   USE icbini          ! handle bergs, initialisation
70   USE icbstp          ! handle bergs, calving, themodynamics and transport
[532]71#if defined key_oasis3
[1359]72   USE cpl_oasis3      ! OASIS3 coupling
[599]73#elif defined key_oasis4
[1359]74   USE cpl_oasis4      ! OASIS4 coupling (not working)
[532]75#endif
[900]76   USE c1d             ! 1D configuration
77   USE step_c1d        ! Time stepping loop for the 1D configuration
[4229]78   USE dyndmp          ! Momentum damping
[1594]79#if defined key_top
[1593]80   USE trcini          ! passive tracer initialisation
[1594]81#endif
[1593]82   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
[1412]83#if defined key_iomput
[3701]84   USE xios
[1359]85#endif
[3651]86   USE sbctide, ONLY: lk_tide
[268]87
[2715]88   IMPLICIT NONE
[3]89   PRIVATE
90
[2496]91   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
92   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
[3764]93   PUBLIC   nemo_alloc  ! needed by TAM
[467]94
[2498]95   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
[1593]96
[3]97   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]98   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
[2392]99   !! $Id$
[2329]100   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[3]101   !!----------------------------------------------------------------------
102CONTAINS
103
[2496]104   SUBROUTINE nemo_gcm
[3]105      !!----------------------------------------------------------------------
[2496]106      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
[3]107      !!
[3764]108      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
[1593]109      !!              curvilinear mesh on the sphere.
[3]110      !!
111      !! ** Method  : - model general initialization
112      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
[1593]113      !!              - finalize the run by closing files and communications
[3]114      !!
[2715]115      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
[1593]116      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
[3]117      !!----------------------------------------------------------------------
118      INTEGER ::   istp       ! time step index
[389]119      !!----------------------------------------------------------------------
[2382]120      !
[392]121#if defined key_agrif
[1593]122      CALL Agrif_Init_Grids()      ! AGRIF: set the meshes
[389]123#endif
124
[1593]125      !                            !-----------------------!
[2496]126      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
[1593]127      !                            !-----------------------!
[2715]128#if defined key_agrif
[3680]129      CALL Agrif_Declare_Var_dom   ! AGRIF: set the meshes for DOM
130      CALL Agrif_Declare_Var       !  "      "   "   "      "  DYN/TRA
[2715]131# if defined key_top
[3680]132      CALL Agrif_Declare_Var_top   !  "      "   "   "      "  TOP
[2715]133# endif
[3680]134# if defined key_lim2
135      CALL Agrif_Declare_Var_lim2  !  "      "   "   "      "  LIM
136# endif
[2715]137#endif
[682]138      ! check that all process are still there... If some process have an error,
139      ! they will never enter in step and other processes will wait until the end of the cpu time!
[900]140      IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
[682]141
[1593]142      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
143
144      !                            !-----------------------!
145      !                            !==   time stepping   ==!
146      !                            !-----------------------!
[900]147      istp = nit000
[2236]148#if defined key_c1d
[389]149         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
[900]150            CALL stp_c1d( istp )
[389]151            istp = istp + 1
152         END DO
[2236]153#else
154          IF( lk_asminc ) THEN
155             IF( ln_bkgwri ) CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1 )    ! Output background fields
156             IF( ln_asmdin ) THEN                        ! Direct initialization
157                IF( ln_trainc ) CALL tra_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Tracers
[3764]158                IF( ln_dyninc ) CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Dynamics
[2236]159                IF( ln_sshinc ) CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1 )    ! SSH
160             ENDIF
161          ENDIF
[3764]162
[389]163         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
[392]164#if defined key_agrif
[1593]165            CALL Agrif_Step( stp )           ! AGRIF: time stepping
[389]166#else
[1593]167            CALL stp( istp )                 ! standard time stepping
[389]168#endif
169            istp = istp + 1
[900]170            IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
[389]171         END DO
[2236]172#endif
173
[3609]174      IF( lk_diaobs   )   CALL dia_obs_wri
175      !
176      IF( ln_icebergs )   CALL icb_end( nitend )
[3764]177
[1593]178      !                            !------------------------!
179      !                            !==  finalize the run  ==!
180      !                            !------------------------!
181      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
182      !
183      IF( nstop /= 0 .AND. lwp ) THEN   ! error print
[682]184         WRITE(numout,cform_err)
[3764]185         WRITE(numout,*) nstop, ' error have been found'
[389]186      ENDIF
[1593]187      !
[3294]188#if defined key_agrif
189      CALL Agrif_ParentGrid_To_ChildGrid()
190      IF( lk_diaobs ) CALL dia_obs_wri
191      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
192      CALL Agrif_ChildGrid_To_ParentGrid()
193#endif
194      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
195      !
[2496]196      CALL nemo_closefile
[3769]197#if defined key_iomput
198      CALL xios_finalize                ! end mpp communications with xios
199# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
[1976]200      CALL cpl_prism_finalize           ! end coupling and mpp communications with OASIS
[3769]201# endif
[532]202#else
[3769]203# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
204      CALL cpl_prism_finalize           ! end coupling and mpp communications with OASIS
[3701]205# else
[1593]206      IF( lk_mpp )   CALL mppstop       ! end mpp communications
[3701]207# endif
[532]208#endif
[900]209      !
[2496]210   END SUBROUTINE nemo_gcm
[389]211
212
[2496]213   SUBROUTINE nemo_init
[389]214      !!----------------------------------------------------------------------
[2496]215      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
[389]216      !!
[2496]217      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
[389]218      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]219      INTEGER ::   ji            ! dummy loop indices
220      INTEGER ::   ilocal_comm   ! local integer
221      CHARACTER(len=80), DIMENSION(16) ::   cltxt
[1593]222      !!
[1601]223      NAMELIST/namctl/ ln_ctl  , nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
[3294]224         &             nn_isplt, nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,   &
225         &             nn_bench, nn_timing
[3]226      !!----------------------------------------------------------------------
[1593]227      !
[2496]228      cltxt = ''
229      !
[1593]230      !                             ! open Namelist file
[1581]231      CALL ctl_opn( numnam, 'namelist', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
[1593]232      !
233      READ( numnam, namctl )        ! Namelist namctl : Control prints & Benchmark
234      !
235      !                             !--------------------------------------------!
236      !                             !  set communicator & select the local node  !
237      !                             !--------------------------------------------!
[1412]238#if defined key_iomput
[2200]239      IF( Agrif_Root() ) THEN
[1412]240# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
[3701]241         CALL cpl_prism_init( ilocal_comm )      ! nemo local communicator given by oasis
242         CALL xios_initialize( "oceanx",local_comm=ilocal_comm )
243# else
244         CALL  xios_initialize( "nemo",return_comm=ilocal_comm )
[1412]245# endif
[2200]246      ENDIF
[2715]247      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection
[532]248#else
[1412]249# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
[2236]250      IF( Agrif_Root() ) THEN
[2715]251         CALL cpl_prism_init( ilocal_comm )                 ! nemo local communicator given by oasis
[2236]252      ENDIF
[2715]253      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection (control print return in cltxt)
[1412]254# else
[2082]255      ilocal_comm = 0
[2715]256      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop )                 ! Nodes selection (control print return in cltxt)
[1412]257# endif
[532]258#endif
[2715]259      narea = narea + 1                                     ! mynode return the rank of proc (0 --> jpnij -1 )
[3]260
[2715]261      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl                        ! control of all listing output print
[1579]262
[3764]263      ! If dimensions of processor grid weren't specified in the namelist file
[2715]264      ! then we calculate them here now that we have our communicator size
265      IF( (jpni < 1) .OR. (jpnj < 1) )THEN
266#if   defined key_mpp_mpi
267         IF( Agrif_Root() ) CALL nemo_partition(mppsize)
268#else
269         jpni  = 1
270         jpnj  = 1
271         jpnij = jpni*jpnj
272#endif
273      END IF
274
275      ! Calculate domain dimensions given calculated jpni and jpnj
276      ! This used to be done in par_oce.F90 when they were parameters rather
277      ! than variables
278      IF( Agrif_Root() ) THEN
[3294]279#if defined key_nemocice_decomp
[3625]280         jpi = ( nx_global+2-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci ! first  dim.
281         jpj = ( ny_global+2-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj ! second dim.
[3294]282#else
[3625]283         jpi = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci   ! first  dim.
[2715]284         jpj = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj   ! second dim.
[3294]285#endif
[2715]286         jpk = jpkdta                                             ! third dim
287         jpim1 = jpi-1                                            ! inner domain indices
288         jpjm1 = jpj-1                                            !   "           "
289         jpkm1 = jpk-1                                            !   "           "
290         jpij  = jpi*jpj                                          !  jpi x j
291      ENDIF
292
[1593]293      IF(lwp) THEN                            ! open listing units
294         !
[1581]295         CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
[1593]296         !
[1579]297         WRITE(numout,*)
[3294]298         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - INGV - CMCC'
[1593]299         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
[1579]300         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
[3294]301         WRITE(numout,*) '                  version 3.4  (2011) '
[1579]302         WRITE(numout,*)
303         WRITE(numout,*)
[3764]304         DO ji = 1, SIZE(cltxt)
[1593]305            IF( TRIM(cltxt(ji)) /= '' )   WRITE(numout,*) cltxt(ji)      ! control print of mynode
[1579]306         END DO
[1593]307         WRITE(numout,cform_aaa)                                         ! Flag AAAAAAA
308         !
[473]309      ENDIF
[2715]310
[3764]311      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set we can
[2715]312      ! allocate arrays
313      CALL nemo_alloc()
314
[2496]315      !                             !-------------------------------!
316      !                             !  NEMO general initialization  !
317      !                             !-------------------------------!
[473]318
[2496]319      CALL nemo_ctl                          ! Control prints & Benchmark
[531]320
[2082]321      !                                      ! Domain decomposition
[1593]322      IF( jpni*jpnj == jpnij ) THEN   ;   CALL mpp_init      ! standard cutting out
323      ELSE                            ;   CALL mpp_init2     ! eliminate land processors
[3]324      ENDIF
[2382]325      !
[3294]326      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_init
327      !
[2082]328      !                                      ! General initialization
[2027]329                            CALL     phy_cst    ! Physical constants
330                            CALL     eos_init   ! Equation of state
[4229]331      IF( lk_c1d        )   CALL     c1d_init   ! 1D column configuration
[2027]332                            CALL     dom_cfg    ! Domain configuration
333                            CALL     dom_init   ! Domain
[413]334
[3294]335      IF( ln_nnogather )    CALL nemo_northcomms   ! Initialise the northfold neighbour lists (must be done after the masks are defined)
336
[2027]337      IF( ln_ctl        )   CALL prt_ctl_init   ! Print control
338
[3764]339      IF( lk_obc        )   CALL     obc_init   ! Open boundaries
[3651]340
341                            CALL  istate_init   ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
342
343      IF( lk_tide       )   CALL tide_init( nit000 )    ! Initialisation of the tidal harmonics
344
[3294]345      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_init       ! Open boundaries initialisation
346      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_dta_init   ! Open boundaries initialisation of external data arrays
[3651]347      IF( lk_bdy        )   CALL     bdytide_init   ! Open boundaries initialisation of tidal harmonic forcing
[2027]348
[3294]349                            CALL dyn_nept_init  ! simplified form of Neptune effect
350
[3]351      !                                     ! Ocean physics
[3764]352                            CALL     sbc_init   ! Forcings : surface module
[2082]353      !                                         ! Vertical physics
354                            CALL     zdf_init      ! namelist read
355                            CALL zdf_bfr_init      ! bottom friction
356      IF( lk_zdfric     )   CALL zdf_ric_init      ! Richardson number dependent Kz
[2329]357      IF( lk_zdftke     )   CALL zdf_tke_init      ! TKE closure scheme
358      IF( lk_zdfgls     )   CALL zdf_gls_init      ! GLS closure scheme
359      IF( lk_zdfkpp     )   CALL zdf_kpp_init      ! KPP closure scheme
[2082]360      IF( lk_zdftmx     )   CALL zdf_tmx_init      ! tidal vertical mixing
[3764]361      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp )   &
[2082]362         &                  CALL zdf_ddm_init      ! double diffusive mixing
363      !                                         ! Lateral physics
364                            CALL ldf_tra_init      ! Lateral ocean tracer physics
365                            CALL ldf_dyn_init      ! Lateral ocean momentum physics
[2392]366      IF( lk_ldfslp     )   CALL ldf_slp_init      ! slope of lateral mixing
[2082]367
[2027]368      !                                     ! Active tracers
369                            CALL tra_qsr_init   ! penetrative solar radiation qsr
[2325]370                            CALL tra_bbc_init   ! bottom heat flux
[2027]371      IF( lk_trabbl     )   CALL tra_bbl_init   ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
[4229]372                            CALL tra_dmp_init   ! internal damping trends- tracers
[2027]373                            CALL tra_adv_init   ! horizontal & vertical advection
374                            CALL tra_ldf_init   ! lateral mixing
375                            CALL tra_zdf_init   ! vertical mixing and after tracer fields
376
377      !                                     ! Dynamics
[4229]378      IF( lk_c1d        )   CALL dyn_dmp_init   ! internal damping trends- momentum
[2027]379                            CALL dyn_adv_init   ! advection (vector or flux form)
[2104]380                            CALL dyn_vor_init   ! vorticity term including Coriolis
[2027]381                            CALL dyn_ldf_init   ! lateral mixing
[2104]382                            CALL dyn_hpg_init   ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
[2027]383                            CALL dyn_zdf_init   ! vertical diffusion
384                            CALL dyn_spg_init   ! surface pressure gradient
[3764]385
[2392]386      !                                     ! Misc. options
387      IF( nn_cla == 1   )   CALL cla_init       ! Cross Land Advection
[3609]388                            CALL icb_init( rdt, nit000)   ! initialise icebergs instance
[2392]389     
[1594]390#if defined key_top
[2027]391      !                                     ! Passive tracers
[2082]392                            CALL     trc_init
[1594]393#endif
[2382]394      !                                     ! Diagnostics
[3294]395      IF( lk_floats     )   CALL     flo_init   ! drifting Floats
[2392]396      IF( lk_diaar5     )   CALL dia_ar5_init   ! ar5 diag
[2027]397                            CALL dia_ptr_init   ! Poleward TRansports initialization
[3294]398      IF( lk_diadct     )   CALL dia_dct_init   ! Sections tranports
[2148]399                            CALL dia_hsb_init   ! heat content, salt content and volume budgets
[2027]400                            CALL trd_mod_init   ! Mixed-layer/Vorticity/Integral constraints trends
[2392]401      IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
[2382]402                            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
403                            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
[3764]404      ENDIF
[2382]405      !                                     ! Assimilation increments
[2392]406      IF( lk_asminc     )   CALL asm_inc_init   ! Initialize assimilation increments
[2382]407      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
[1593]408      !
[2496]409   END SUBROUTINE nemo_init
[467]410
411
[2496]412   SUBROUTINE nemo_ctl
[467]413      !!----------------------------------------------------------------------
[2496]414      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
[467]415      !!
[3764]416      !! ** Purpose :   control print setting
[467]417      !!
[2442]418      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
[467]419      !!----------------------------------------------------------------------
[2442]420      !
[2496]421      IF(lwp) THEN                  ! control print
[531]422         WRITE(numout,*)
[2496]423         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints & Benchmark'
[531]424         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
[1593]425         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
[1601]426         WRITE(numout,*) '      run control (for debugging)     ln_ctl     = ', ln_ctl
427         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
428         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
429         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
430         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
431         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
432         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
433         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
434         WRITE(numout,*) '      benchmark parameter (0/1)       nn_bench   = ', nn_bench
[3610]435         WRITE(numout,*) '      timing activated    (0/1)       nn_timing  = ', nn_timing
[531]436      ENDIF
[2442]437      !
[1601]438      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
439      nictls    = nn_ictls
440      nictle    = nn_ictle
441      njctls    = nn_jctls
442      njctle    = nn_jctle
443      isplt     = nn_isplt
444      jsplt     = nn_jsplt
445      nbench    = nn_bench
[2442]446      !                             ! Parameter control
[1593]447      !
448      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
[3294]449         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
[2496]450            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
[531]451         ELSE
452            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
[1593]453               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
454                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
[531]455            ENDIF
[1593]456            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
[531]457         ENDIF
458         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
459         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
[1593]460         !
461         !                              ! indices used for the SUM control
462         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
[3764]463            lsp_area = .FALSE.
[1593]464         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
[531]465            lsp_area = .TRUE.
466            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
467               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
468               nictls = 1
469            ENDIF
470            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
471               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
472               nictle = jpiglo
473            ENDIF
474            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
475               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
476               njctls = 1
477            ENDIF
478            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
479               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
480               njctle = jpjglo
481            ENDIF
[1593]482         ENDIF
483      ENDIF
[2442]484      !
[3764]485      IF( nbench == 1 ) THEN              ! Benchmark
[531]486         SELECT CASE ( cp_cfg )
[1593]487         CASE ( 'gyre' )   ;   CALL ctl_warn( ' The Benchmark is activated ' )
488         CASE DEFAULT      ;   CALL ctl_stop( ' The Benchmark is based on the GYRE configuration:',   &
489            &                                 ' key_gyre must be used or set nbench = 0' )
[531]490         END SELECT
491      ENDIF
[1593]492      !
[2496]493      IF( lk_c1d .AND. .NOT.lk_iomput )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The 1D configuration must be used ',   &
494         &                                               'with the IOM Input/Output manager. '         ,   &
[2442]495         &                                               'Compile with key_iomput enabled' )
[2409]496      !
[3764]497      IF( 1_wp /= SIGN(1._wp,-0._wp)  )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The intrinsec SIGN function follows ',  &
498         &                                               'f2003 standard. '                              ,  &
499         &                                               'Compile with key_nosignedzero enabled' )
500      !
[2496]501   END SUBROUTINE nemo_ctl
[467]502
503
[2496]504   SUBROUTINE nemo_closefile
[467]505      !!----------------------------------------------------------------------
[2496]506      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
[467]507      !!
508      !! ** Purpose :   Close the files
509      !!----------------------------------------------------------------------
[1593]510      !
511      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
512      !
[1685]513      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
[1593]514      !
[3294]515      IF( numstp      /= -1 )   CLOSE( numstp      )   ! time-step file
516      IF( numsol      /= -1 )   CLOSE( numsol      )   ! solver file
517      IF( numnam      /= -1 )   CLOSE( numnam      )   ! oce namelist
518      IF( numnam_ice  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice  )   ! ice namelist
519      IF( numevo_ice  /= -1 )   CLOSE( numevo_ice  )   ! ice variables (temp. evolution)
520      IF( numout      /=  6 )   CLOSE( numout      )   ! standard model output file
521      IF( numdct_vol  /= -1 )   CLOSE( numdct_vol  )   ! volume transports
522      IF( numdct_heat /= -1 )   CLOSE( numdct_heat )   ! heat transports
523      IF( numdct_salt /= -1 )   CLOSE( numdct_salt )   ! salt transports
524
[1593]525      !
[2442]526      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
527      !
[2496]528   END SUBROUTINE nemo_closefile
[467]529
[2715]530
531   SUBROUTINE nemo_alloc
532      !!----------------------------------------------------------------------
533      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
534      !!
535      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
536      !!
537      !! ** Method  :
538      !!----------------------------------------------------------------------
539      USE diawri    , ONLY: dia_wri_alloc
540      USE dom_oce   , ONLY: dom_oce_alloc
541      USE ldfdyn_oce, ONLY: ldfdyn_oce_alloc
542      USE ldftra_oce, ONLY: ldftra_oce_alloc
543      USE trc_oce   , ONLY: trc_oce_alloc
[3680]544#if defined key_diadct 
545      USE diadct    , ONLY: diadct_alloc 
546#endif 
[2715]547      !
548      INTEGER :: ierr
549      !!----------------------------------------------------------------------
550      !
[3764]551      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
[2715]552      ierr = ierr + dia_wri_alloc   ()
553      ierr = ierr + dom_oce_alloc   ()          ! ocean domain
554      ierr = ierr + ldfdyn_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : dynamics
555      ierr = ierr + ldftra_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : tracers
556      ierr = ierr + zdf_oce_alloc   ()          ! ocean vertical physics
557      !
558      ierr = ierr + lib_mpp_alloc   (numout)    ! mpp exchanges
559      ierr = ierr + trc_oce_alloc   ()          ! shared TRC / TRA arrays
560      !
[3680]561#if defined key_diadct 
562      ierr = ierr + diadct_alloc    ()          !
563#endif 
564      !
[2715]565      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
566      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc : unable to allocate standard ocean arrays' )
567      !
568   END SUBROUTINE nemo_alloc
569
570
571   SUBROUTINE nemo_partition( num_pes )
572      !!----------------------------------------------------------------------
573      !!                 ***  ROUTINE nemo_partition  ***
574      !!
[3764]575      !! ** Purpose :
[2715]576      !!
577      !! ** Method  :
578      !!----------------------------------------------------------------------
579      INTEGER, INTENT(in) :: num_pes ! The number of MPI processes we have
580      !
581      INTEGER, PARAMETER :: nfactmax = 20
582      INTEGER :: nfact ! The no. of factors returned
583      INTEGER :: ierr  ! Error flag
584      INTEGER :: ji
585      INTEGER :: idiff, mindiff, imin ! For choosing pair of factors that are closest in value
586      INTEGER, DIMENSION(nfactmax) :: ifact ! Array of factors
587      !!----------------------------------------------------------------------
588
589      ierr = 0
590
591      CALL factorise( ifact, nfactmax, nfact, num_pes, ierr )
592
593      IF( nfact <= 1 ) THEN
594         WRITE (numout, *) 'WARNING: factorisation of number of PEs failed'
595         WRITE (numout, *) '       : using grid of ',num_pes,' x 1'
596         jpnj = 1
597         jpni = num_pes
598      ELSE
599         ! Search through factors for the pair that are closest in value
600         mindiff = 1000000
601         imin    = 1
602         DO ji = 1, nfact-1, 2
603            idiff = ABS( ifact(ji) - ifact(ji+1) )
604            IF( idiff < mindiff ) THEN
605               mindiff = idiff
606               imin = ji
607            ENDIF
608         END DO
609         jpnj = ifact(imin)
610         jpni = ifact(imin + 1)
611      ENDIF
612      !
613      jpnij = jpni*jpnj
614      !
615   END SUBROUTINE nemo_partition
616
617
618   SUBROUTINE factorise( kfax, kmaxfax, knfax, kn, kerr )
619      !!----------------------------------------------------------------------
620      !!                     ***  ROUTINE factorise  ***
621      !!
622      !! ** Purpose :   return the prime factors of n.
[3764]623      !!                knfax factors are returned in array kfax which is of
[2715]624      !!                maximum dimension kmaxfax.
625      !! ** Method  :
626      !!----------------------------------------------------------------------
627      INTEGER                    , INTENT(in   ) ::   kn, kmaxfax
628      INTEGER                    , INTENT(  out) ::   kerr, knfax
629      INTEGER, DIMENSION(kmaxfax), INTENT(  out) ::   kfax
630      !
631      INTEGER :: ifac, jl, inu
632      INTEGER, PARAMETER :: ntest = 14
633      INTEGER :: ilfax(ntest)
634
635      ! lfax contains the set of allowed factors.
636      data (ilfax(jl),jl=1,ntest) / 16384, 8192, 4096, 2048, 1024, 512, 256,  &
637         &                            128,   64,   32,   16,    8,   4,   2  /
638      !!----------------------------------------------------------------------
639
640      ! Clear the error flag and initialise output vars
641      kerr = 0
642      kfax = 1
643      knfax = 0
644
645      ! Find the factors of n.
646      IF( kn == 1 )   GOTO 20
647
648      ! nu holds the unfactorised part of the number.
649      ! knfax holds the number of factors found.
650      ! l points to the allowed factor list.
651      ! ifac holds the current factor.
652
653      inu   = kn
654      knfax = 0
655
656      DO jl = ntest, 1, -1
657         !
658         ifac = ilfax(jl)
659         IF( ifac > inu )   CYCLE
660
661         ! Test whether the factor will divide.
662
663         IF( MOD(inu,ifac) == 0 ) THEN
664            !
665            knfax = knfax + 1            ! Add the factor to the list
666            IF( knfax > kmaxfax ) THEN
667               kerr = 6
668               write (*,*) 'FACTOR: insufficient space in factor array ', knfax
669               return
670            ENDIF
671            kfax(knfax) = ifac
672            ! Store the other factor that goes with this one
673            knfax = knfax + 1
674            kfax(knfax) = inu / ifac
675            !WRITE (*,*) 'ARPDBG, factors ',knfax-1,' & ',knfax,' are ', kfax(knfax-1),' and ',kfax(knfax)
676         ENDIF
677         !
678      END DO
679
680   20 CONTINUE      ! Label 20 is the exit point from the factor search loop.
681      !
682   END SUBROUTINE factorise
683
[3294]684#if defined key_mpp_mpi
685   SUBROUTINE nemo_northcomms
686      !!======================================================================
687      !!                     ***  ROUTINE  nemo_northcomms  ***
688      !! nemo_northcomms    :  Setup for north fold exchanges with explicit peer to peer messaging
689      !!=====================================================================
690      !!----------------------------------------------------------------------
[3764]691      !!
[3294]692      !! ** Purpose :   Initialization of the northern neighbours lists.
693      !!----------------------------------------------------------------------
[3764]694      !!    1.0  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE)
[3294]695      !!----------------------------------------------------------------------
696
697      INTEGER ::   ji, jj, jk, ij, jtyp    ! dummy loop indices
698      INTEGER ::   ijpj                    ! number of rows involved in north-fold exchange
699      INTEGER ::   northcomms_alloc        ! allocate return status
700      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION ( :,: ) ::   znnbrs     ! workspace
701      LOGICAL,  ALLOCATABLE, DIMENSION ( : )   ::   lrankset   ! workspace
702
703      IF(lwp) WRITE(numout,*)
704      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'nemo_northcomms : Initialization of the northern neighbours lists'
705      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
706
707      !!----------------------------------------------------------------------
708      ALLOCATE( znnbrs(jpi,jpj), stat = northcomms_alloc )
709      ALLOCATE( lrankset(jpnij), stat = northcomms_alloc )
710      IF( northcomms_alloc /= 0 ) THEN
711         WRITE(numout,cform_war)
712         WRITE(numout,*) 'northcomms_alloc : failed to allocate arrays'
713         CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_northcomms : unable to allocate temporary arrays' )
714      ENDIF
715      nsndto = 0
716      isendto = -1
717      ijpj   = 4
718      !
719      ! This routine has been called because ln_nnogather has been set true ( nammpp )
720      ! However, these first few exchanges have to use the mpi_allgather method to
721      ! establish the neighbour lists to use in subsequent peer to peer exchanges.
722      ! Consequently, set l_north_nogather to be false here and set it true only after
723      ! the lists have been established.
724      !
725      l_north_nogather = .FALSE.
726      !
727      ! Exchange and store ranks on northern rows
728
729      DO jtyp = 1,4
730
731         lrankset = .FALSE.
732         znnbrs = narea
733         SELECT CASE (jtyp)
734            CASE(1)
735               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'T', 1. )      ! Type 1: T,W-points
736            CASE(2)
737               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'U', 1. )      ! Type 2: U-point
738            CASE(3)
739               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'V', 1. )      ! Type 3: V-point
740            CASE(4)
741               CALL lbc_lnk( znnbrs, 'F', 1. )      ! Type 4: F-point
742         END SELECT
743
744         IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt ) ) THEN
745            DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
746               ij = jj - nlcj + ijpj
747               DO ji = 1,jpi
748                  IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND. INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
749               &     lrankset(INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
750               END DO
751            END DO
752
753            DO jj = 1,jpnij
754               IF ( lrankset(jj) ) THEN
755                  nsndto(jtyp) = nsndto(jtyp) + 1
756                  IF ( nsndto(jtyp) .GT. jpmaxngh ) THEN
757                     CALL ctl_stop( ' Too many neighbours in nemo_northcomms ', &
758                  &                 ' jpmaxngh will need to be increased ')
759                  ENDIF
760                  isendto(nsndto(jtyp),jtyp) = jj-1   ! narea converted to MPI rank
761               ENDIF
762            END DO
763         ENDIF
764
765      END DO
766
767      !
768      ! Type 5: I-point
769      !
770      ! ICE point exchanges may involve some averaging. The neighbours list is
771      ! built up using two exchanges to ensure that the whole stencil is covered.
772      ! lrankset should not be reset between these 'J' and 'K' point exchanges
773
774      jtyp = 5
775      lrankset = .FALSE.
[3764]776      znnbrs = narea
[3294]777      CALL lbc_lnk( znnbrs, 'J', 1. ) ! first ice U-V point
778
779      IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt ) ) THEN
780         DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
781            ij = jj - nlcj + ijpj
782            DO ji = 1,jpi
783               IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND. INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
784            &     lrankset(INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
785         END DO
786        END DO
787      ENDIF
788
[3764]789      znnbrs = narea
[3294]790      CALL lbc_lnk( znnbrs, 'K', 1. ) ! second ice U-V point
791
792      IF ( njmppt(narea) .EQ. MAXVAL( njmppt )) THEN
793         DO jj = nlcj-ijpj+1, nlcj
794            ij = jj - nlcj + ijpj
795            DO ji = 1,jpi
796               IF ( INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. 0 .AND.  INT(znnbrs(ji,jj)) .NE. narea ) &
797            &       lrankset( INT(znnbrs(ji,jj))) = .true.
798            END DO
799         END DO
800
801         DO jj = 1,jpnij
802            IF ( lrankset(jj) ) THEN
803               nsndto(jtyp) = nsndto(jtyp) + 1
804               IF ( nsndto(jtyp) .GT. jpmaxngh ) THEN
805                  CALL ctl_stop( ' Too many neighbours in nemo_northcomms ', &
806               &                 ' jpmaxngh will need to be increased ')
807               ENDIF
808               isendto(nsndto(jtyp),jtyp) = jj-1   ! narea converted to MPI rank
809            ENDIF
810         END DO
811         !
[3764]812         ! For northern row areas, set l_north_nogather so that all subsequent exchanges
[3294]813         ! can use peer to peer communications at the north fold
814         !
815         l_north_nogather = .TRUE.
816         !
817      ENDIF
818      DEALLOCATE( znnbrs )
819      DEALLOCATE( lrankset )
820
821   END SUBROUTINE nemo_northcomms
822#else
823   SUBROUTINE nemo_northcomms      ! Dummy routine
824      WRITE(*,*) 'nemo_northcomms: You should not have seen this print! error?'
825   END SUBROUTINE nemo_northcomms
826#endif
[3]827   !!======================================================================
[2496]828END MODULE nemogcm
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.