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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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merge UKMO branch into dev_MERCATOR_UKMO_2013

  • Property svn:keywords set to Id
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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#if defined key_nemocice_decomp
49   USE ice_domain_size, only: nx_global, ny_global
50#endif
51   USE tideini         ! tidal components initialization   (tide_ini routine)
52   USE obcini          ! open boundary cond. initialization (obc_ini routine)
53   USE bdyini          ! open boundary cond. initialization (bdy_init routine)
54   USE bdydta          ! open boundary cond. initialization (bdy_dta_init routine)
55   USE bdytides        ! open boundary cond. initialization (bdytide_init routine)
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)
59   USE zdfini          ! vertical physics setting          (zdf_init routine)
60   USE phycst          ! physical constant                  (par_cst routine)
61   USE trdmod          ! momentum/tracers trends       (trd_mod_init routine)
62   USE asminc          ! assimilation increments     
63   USE asmbkg          ! writing out state trajectory
64   USE diaptr          ! poleward transports           (dia_ptr_init routine)
65   USE diadct          ! sections transports           (dia_dct_init routine)
66   USE diaobs          ! Observation diagnostics       (dia_obs_init routine)
67   USE lib_fortran     ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)
68   USE step            ! NEMO time-stepping                 (stp     routine)
69   USE icbini          ! handle bergs, initialisation
70   USE icbstp          ! handle bergs, calving, themodynamics and transport
71#if defined key_oasis3
72   USE cpl_oasis3      ! OASIS3 coupling
73#elif defined key_oasis4
74   USE cpl_oasis4      ! OASIS4 coupling (not working)
75#endif
76   USE c1d             ! 1D configuration
77   USE step_c1d        ! Time stepping loop for the 1D configuration
78   USE dyndmp          ! Momentum damping
79#if defined key_top
80   USE trcini          ! passive tracer initialisation
81#endif
82   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
83#if defined key_iomput
84   USE xios
85#endif
86   USE sbctide, ONLY: lk_tide
87
88   IMPLICIT NONE
89   PRIVATE
90
91   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
92   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
93   PUBLIC   nemo_alloc  ! needed by TAM
94
95   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
96
97   !!----------------------------------------------------------------------
98   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
99   !! $Id$
100   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
101   !!----------------------------------------------------------------------
102CONTAINS
103
104   SUBROUTINE nemo_gcm
105      !!----------------------------------------------------------------------
106      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
107      !!
108      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
109      !!              curvilinear mesh on the sphere.
110      !!
111      !! ** Method  : - model general initialization
112      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
113      !!              - finalize the run by closing files and communications
114      !!
115      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
116      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
117      !!----------------------------------------------------------------------
118      INTEGER ::   istp       ! time step index
119      !!----------------------------------------------------------------------
120      !
121#if defined key_agrif
122      CALL Agrif_Init_Grids()      ! AGRIF: set the meshes
123#endif
124
125      !                            !-----------------------!
126      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
127      !                            !-----------------------!
128#if defined key_agrif
129      CALL Agrif_Declare_Var_dom   ! AGRIF: set the meshes for DOM
130      CALL Agrif_Declare_Var       !  "      "   "   "      "  DYN/TRA
131# if defined key_top
132      CALL Agrif_Declare_Var_top   !  "      "   "   "      "  TOP
133# endif
134# if defined key_lim2
135      CALL Agrif_Declare_Var_lim2  !  "      "   "   "      "  LIM
136# endif
137#endif
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!
140      IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
141
142      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
143
144      !                            !-----------------------!
145      !                            !==   time stepping   ==!
146      !                            !-----------------------!
147      istp = nit000
148#if defined key_c1d
149         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
150            CALL stp_c1d( istp )
151            istp = istp + 1
152         END DO
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
158                IF( ln_dyninc ) CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Dynamics
159                IF( ln_sshinc ) CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1 )    ! SSH
160             ENDIF
161          ENDIF
162
163         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
164#if defined key_agrif
165            CALL Agrif_Step( stp )           ! AGRIF: time stepping
166#else
167            CALL stp( istp )                 ! standard time stepping
168#endif
169            istp = istp + 1
170            IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
171         END DO
172#endif
173
174      IF( lk_diaobs   )   CALL dia_obs_wri
175      !
176      IF( ln_icebergs )   CALL icb_end( nitend )
177
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
184         WRITE(numout,cform_err)
185         WRITE(numout,*) nstop, ' error have been found'
186      ENDIF
187      !
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      !
196      CALL nemo_closefile
197#if defined key_iomput
198      CALL xios_finalize                ! end mpp communications with xios
199# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
200      CALL cpl_prism_finalize           ! end coupling and mpp communications with OASIS
201# endif
202#else
203# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
204      CALL cpl_prism_finalize           ! end coupling and mpp communications with OASIS
205# else
206      IF( lk_mpp )   CALL mppstop       ! end mpp communications
207# endif
208#endif
209      !
210   END SUBROUTINE nemo_gcm
211
212
213   SUBROUTINE nemo_init
214      !!----------------------------------------------------------------------
215      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
216      !!
217      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
218      !!----------------------------------------------------------------------
219      INTEGER ::   ji            ! dummy loop indices
220      INTEGER ::   ilocal_comm   ! local integer
221      CHARACTER(len=80), DIMENSION(16) ::   cltxt
222      !!
223      NAMELIST/namctl/ ln_ctl  , nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
224         &             nn_isplt, nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,   &
225         &             nn_bench, nn_timing
226      !!----------------------------------------------------------------------
227      !
228      cltxt = ''
229      !
230      !                             ! open Namelist file
231      CALL ctl_opn( numnam, 'namelist', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
232      !
233      READ( numnam, namctl )        ! Namelist namctl : Control prints & Benchmark
234      !
235      !                             !--------------------------------------------!
236      !                             !  set communicator & select the local node  !
237      !                             !--------------------------------------------!
238#if defined key_iomput
239      IF( Agrif_Root() ) THEN
240# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
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 )
245# endif
246      ENDIF
247      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection
248#else
249# if defined key_oasis3 || defined key_oasis4
250      IF( Agrif_Root() ) THEN
251         CALL cpl_prism_init( ilocal_comm )                 ! nemo local communicator given by oasis
252      ENDIF
253      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop, ilocal_comm )   ! Nodes selection (control print return in cltxt)
254# else
255      ilocal_comm = 0
256      narea = mynode( cltxt, numnam, nstop )                 ! Nodes selection (control print return in cltxt)
257# endif
258#endif
259      narea = narea + 1                                     ! mynode return the rank of proc (0 --> jpnij -1 )
260
261      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl                        ! control of all listing output print
262
263      ! If dimensions of processor grid weren't specified in the namelist file
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
279#if defined key_nemocice_decomp
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.
282#else
283         jpi = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci   ! first  dim.
284         jpj = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj   ! second dim.
285#endif
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
293      IF(lwp) THEN                            ! open listing units
294         !
295         CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
296         !
297         WRITE(numout,*)
298         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - INGV - CMCC'
299         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
300         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
301         WRITE(numout,*) '                  version 3.4  (2011) '
302         WRITE(numout,*)
303         WRITE(numout,*)
304         DO ji = 1, SIZE(cltxt)
305            IF( TRIM(cltxt(ji)) /= '' )   WRITE(numout,*) cltxt(ji)      ! control print of mynode
306         END DO
307         WRITE(numout,cform_aaa)                                         ! Flag AAAAAAA
308         !
309      ENDIF
310
311      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set we can
312      ! allocate arrays
313      CALL nemo_alloc()
314
315      !                             !-------------------------------!
316      !                             !  NEMO general initialization  !
317      !                             !-------------------------------!
318
319      CALL nemo_ctl                          ! Control prints & Benchmark
320
321      !                                      ! Domain decomposition
322      IF( jpni*jpnj == jpnij ) THEN   ;   CALL mpp_init      ! standard cutting out
323      ELSE                            ;   CALL mpp_init2     ! eliminate land processors
324      ENDIF
325      !
326      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_init
327      !
328      !                                      ! General initialization
329                            CALL     phy_cst    ! Physical constants
330                            CALL     eos_init   ! Equation of state
331      IF( lk_c1d        )   CALL     c1d_init   ! 1D column configuration
332                            CALL     dom_cfg    ! Domain configuration
333                            CALL     dom_init   ! Domain
334
335      IF( ln_nnogather )    CALL nemo_northcomms   ! Initialise the northfold neighbour lists (must be done after the masks are defined)
336
337      IF( ln_ctl        )   CALL prt_ctl_init   ! Print control
338
339      IF( lk_obc        )   CALL     obc_init   ! Open boundaries
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
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
347      IF( lk_bdy        )   CALL     bdytide_init   ! Open boundaries initialisation of tidal harmonic forcing
348
349                            CALL dyn_nept_init  ! simplified form of Neptune effect
350
351      !                                     ! Ocean physics
352                            CALL     sbc_init   ! Forcings : surface module
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
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
360      IF( lk_zdftmx     )   CALL zdf_tmx_init      ! tidal vertical mixing
361      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp )   &
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
366      IF( lk_ldfslp     )   CALL ldf_slp_init      ! slope of lateral mixing
367
368      !                                     ! Active tracers
369                            CALL tra_qsr_init   ! penetrative solar radiation qsr
370                            CALL tra_bbc_init   ! bottom heat flux
371      IF( lk_trabbl     )   CALL tra_bbl_init   ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
372                            CALL tra_dmp_init   ! internal damping trends- tracers
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
378      IF( lk_c1d        )   CALL dyn_dmp_init   ! internal damping trends- momentum
379                            CALL dyn_adv_init   ! advection (vector or flux form)
380                            CALL dyn_vor_init   ! vorticity term including Coriolis
381                            CALL dyn_ldf_init   ! lateral mixing
382                            CALL dyn_hpg_init   ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
383                            CALL dyn_zdf_init   ! vertical diffusion
384                            CALL dyn_spg_init   ! surface pressure gradient
385
386      !                                     ! Misc. options
387      IF( nn_cla == 1   )   CALL cla_init       ! Cross Land Advection
388                            CALL icb_init( rdt, nit000)   ! initialise icebergs instance
389     
390#if defined key_top
391      !                                     ! Passive tracers
392                            CALL     trc_init
393#endif
394      !                                     ! Diagnostics
395      IF( lk_floats     )   CALL     flo_init   ! drifting Floats
396      IF( lk_diaar5     )   CALL dia_ar5_init   ! ar5 diag
397                            CALL dia_ptr_init   ! Poleward TRansports initialization
398      IF( lk_diadct     )   CALL dia_dct_init   ! Sections tranports
399                            CALL dia_hsb_init   ! heat content, salt content and volume budgets
400                            CALL trd_mod_init   ! Mixed-layer/Vorticity/Integral constraints trends
401      IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
402                            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
403                            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
404      ENDIF
405      !                                     ! Assimilation increments
406      IF( lk_asminc     )   CALL asm_inc_init   ! Initialize assimilation increments
407      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
408      !
409   END SUBROUTINE nemo_init
410
411
412   SUBROUTINE nemo_ctl
413      !!----------------------------------------------------------------------
414      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
415      !!
416      !! ** Purpose :   control print setting
417      !!
418      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
419      !!----------------------------------------------------------------------
420      !
421      IF(lwp) THEN                  ! control print
422         WRITE(numout,*)
423         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints & Benchmark'
424         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
425         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
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
435         WRITE(numout,*) '      timing activated    (0/1)       nn_timing  = ', nn_timing
436      ENDIF
437      !
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
446      !                             ! Parameter control
447      !
448      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
449         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
450            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
451         ELSE
452            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
453               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
454                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
455            ENDIF
456            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
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
460         !
461         !                              ! indices used for the SUM control
462         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
463            lsp_area = .FALSE.
464         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
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
482         ENDIF
483      ENDIF
484      !
485      IF( nbench == 1 ) THEN              ! Benchmark
486         SELECT CASE ( cp_cfg )
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' )
490         END SELECT
491      ENDIF
492      !
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. '         ,   &
495         &                                               'Compile with key_iomput enabled' )
496      !
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      !
501   END SUBROUTINE nemo_ctl
502
503
504   SUBROUTINE nemo_closefile
505      !!----------------------------------------------------------------------
506      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
507      !!
508      !! ** Purpose :   Close the files
509      !!----------------------------------------------------------------------
510      !
511      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
512      !
513      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
514      !
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
525      !
526      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
527      !
528   END SUBROUTINE nemo_closefile
529
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
544#if defined key_diadct 
545      USE diadct    , ONLY: diadct_alloc 
546#endif 
547      !
548      INTEGER :: ierr
549      !!----------------------------------------------------------------------
550      !
551      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
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      !
561#if defined key_diadct 
562      ierr = ierr + diadct_alloc    ()          !
563#endif 
564      !
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      !!
575      !! ** Purpose :
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.
623      !!                knfax factors are returned in array kfax which is of
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
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      !!----------------------------------------------------------------------
691      !!
692      !! ** Purpose :   Initialization of the northern neighbours lists.
693      !!----------------------------------------------------------------------
694      !!    1.0  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE)
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.
776      znnbrs = narea
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
789      znnbrs = narea
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         !
812         ! For northern row areas, set l_north_nogather so that all subsequent exchanges
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
827   !!======================================================================
828END MODULE nemogcm
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.