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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/2015/dev_r5656_Met_Office_3_diurnalSST/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC – NEMO

source: branches/2015/dev_r5656_Met_Office_3_diurnalSST/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/nemogcm.F90 @ 5676

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Adding cool skin and warm layer + associated modifications

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 40.9 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   !!                 ! 2012-05  (C. Calone, J. Simeon, G. Madec, C. Ethe) Add grid coarsening
32   !!----------------------------------------------------------------------
33
34   !!----------------------------------------------------------------------
35   !!   nemo_gcm       : solve ocean dynamics, tracer, biogeochemistry and/or sea-ice
36   !!   nemo_init      : initialization of the NEMO system
37   !!   nemo_ctl       : initialisation of the contol print
38   !!   nemo_closefile : close remaining open files
39   !!   nemo_alloc     : dynamical allocation
40   !!   nemo_partition : calculate MPP domain decomposition
41   !!   factorise      : calculate the factors of the no. of MPI processes
42   !!----------------------------------------------------------------------
43   USE step_oce        ! module used in the ocean time stepping module
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 bdyini          ! open boundary cond. setting       (bdy_init routine)
53   USE bdydta          ! open boundary cond. setting   (bdy_dta_init routine)
54   USE bdytides        ! open boundary cond. setting   (bdytide_init routine)
55   USE istate          ! initial state setting          (istate_init routine)
56   USE ldfdyn          ! lateral viscosity setting      (ldfdyn_init routine)
57   USE ldftra          ! lateral diffusivity setting    (ldftra_init routine)
58   USE zdfini          ! vertical physics setting          (zdf_init routine)
59   USE phycst          ! physical constant                  (par_cst routine)
60   USE trdini          ! dyn/tra trends initialization     (trd_init routine)
61   USE asminc          ! assimilation increments     
62   USE asmbkg          ! writing out state trajectory
63   USE diaptr          ! poleward transports           (dia_ptr_init routine)
64   USE diadct          ! sections transports           (dia_dct_init routine)
65   USE diaobs          ! Observation diagnostics       (dia_obs_init routine)
66   USE lib_fortran     ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)
67   USE step            ! NEMO time-stepping                 (stp     routine)
68   USE icbini          ! handle bergs, initialisation
69   USE icbstp          ! handle bergs, calving, themodynamics and transport
70   USE cpl_oasis3      ! OASIS3 coupling
71   USE c1d             ! 1D configuration
72   USE step_c1d        ! Time stepping loop for the 1D configuration
73   USE dyndmp          ! Momentum damping
74#if defined key_top
75   USE trcini          ! passive tracer initialisation
76#endif
77   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
78   USE diurnal_bulk    ! diurnal bulk SST
79#if defined key_iomput
80   USE xios
81#endif
82   USE sbctide, ONLY: lk_tide
83   USE crsini          ! initialise grid coarsening utility
84   USE lbcnfd, ONLY: isendto, nsndto, nfsloop, nfeloop ! Setup of north fold exchanges
85   USE sbc_oce, ONLY: lk_oasis
86   USE stopar
87   USE stopts
88
89   IMPLICIT NONE
90   PRIVATE
91
92   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
93   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
94   PUBLIC   nemo_alloc  ! needed by TAM
95
96   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
97
98   !!----------------------------------------------------------------------
99   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
100   !! $Id$
101   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
102   !!----------------------------------------------------------------------
103CONTAINS
104
105   SUBROUTINE nemo_gcm
106      !!----------------------------------------------------------------------
107      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
108      !!
109      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
110      !!              curvilinear mesh on the sphere.
111      !!
112      !! ** Method  : - model general initialization
113      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
114      !!              - finalize the run by closing files and communications
115      !!
116      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
117      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
118      !!----------------------------------------------------------------------
119      INTEGER ::   istp       ! time step index
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      !
122#if defined key_agrif
123      CALL Agrif_Init_Grids()      ! AGRIF: set the meshes
124#endif
125
126      !                            !-----------------------!
127      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
128      !                            !-----------------------!
129#if defined key_agrif
130      CALL Agrif_Declare_Var_dom   ! AGRIF: set the meshes for DOM
131      CALL Agrif_Declare_Var       !  "      "   "   "      "  DYN/TRA
132# if defined key_top
133      CALL Agrif_Declare_Var_top   !  "      "   "   "      "  TOP
134# endif
135# if defined key_lim2
136      CALL Agrif_Declare_Var_lim2  !  "      "   "   "      "  LIM
137# endif
138#endif
139      ! check that all process are still there... If some process have an error,
140      ! they will never enter in step and other processes will wait until the end of the cpu time!
141      IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
142
143      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
144
145      !                            !-----------------------!
146      !                            !==   time stepping   ==!
147      !                            !-----------------------!
148      istp = nit000
149#if defined key_c1d
150         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
151            CALL stp_c1d( istp )
152            istp = istp + 1
153         END DO
154#else
155          IF( lk_asminc ) THEN
156             IF( ln_bkgwri ) CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1 )    ! Output background fields
157             IF( ln_asmdin ) THEN                        ! Direct initialization
158                IF( ln_trainc ) CALL tra_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Tracers
159                IF( ln_dyninc ) CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Dynamics
160                IF( ln_sshinc ) CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1 )    ! SSH
161             ENDIF
162          ENDIF
163
164#if defined key_agrif
165          CALL Agrif_Regrid()
166#endif
167
168         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
169#if defined key_agrif
170            CALL stp                         ! AGRIF: time stepping
171#else
172            IF ( .NOT. ln_diurnal_only ) THEN
173               CALL stp( istp )                 ! standard time stepping
174            ELSE
175               CALL stp_diurnal( istp )        ! time step only the diurnal SST
176            ENDIF 
177#endif
178            istp = istp + 1
179            IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
180         END DO
181#endif
182
183      IF( lk_diaobs   )   CALL dia_obs_wri
184      !
185      IF( ln_icebergs )   CALL icb_end( nitend )
186
187      !                            !------------------------!
188      !                            !==  finalize the run  ==!
189      !                            !------------------------!
190      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
191      !
192      IF( nstop /= 0 .AND. lwp ) THEN   ! error print
193         WRITE(numout,cform_err)
194         WRITE(numout,*) nstop, ' error have been found'
195      ENDIF
196      !
197#if defined key_agrif
198      IF( .NOT. Agrif_Root() ) THEN
199         CALL Agrif_ParentGrid_To_ChildGrid()
200         IF( lk_diaobs ) CALL dia_obs_wri
201         IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
202         CALL Agrif_ChildGrid_To_ParentGrid()
203      ENDIF
204#endif
205      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
206      !
207      CALL nemo_closefile
208      !
209#if defined key_iomput
210      CALL xios_finalize                ! end mpp communications with xios
211      IF( lk_oasis ) CALL cpl_finalize    ! end coupling and mpp communications with OASIS
212#else
213      IF( lk_oasis ) THEN
214         CALL cpl_finalize              ! end coupling and mpp communications with OASIS
215      ELSE
216         IF( lk_mpp )   CALL mppstop    ! end mpp communications
217      ENDIF
218#endif
219      !
220   END SUBROUTINE nemo_gcm
221
222
223   SUBROUTINE nemo_init
224      !!----------------------------------------------------------------------
225      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
226      !!
227      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
228      !!----------------------------------------------------------------------
229      INTEGER ::   ji            ! dummy loop indices
230      INTEGER ::   ilocal_comm   ! local integer
231      INTEGER ::   ios
232      CHARACTER(len=80), DIMENSION(16) ::   cltxt
233      !
234      NAMELIST/namctl/ ln_ctl  , nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
235         &             nn_isplt, nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,   &
236         &             nn_bench, nn_timing
237      NAMELIST/namcfg/ cp_cfg, cp_cfz, jp_cfg, jpidta, jpjdta, jpkdta, jpiglo, jpjglo, &
238         &             jpizoom, jpjzoom, jperio, ln_use_jattr
239      !!----------------------------------------------------------------------
240      !
241      cltxt = ''
242      cxios_context = 'nemo'
243      !
244      !                             ! Open reference namelist and configuration namelist files
245      CALL ctl_opn( numnam_ref, 'namelist_ref', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
246      CALL ctl_opn( numnam_cfg, 'namelist_cfg', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
247      !
248      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namctl in reference namelist : Control prints & Benchmark
249      READ  ( numnam_ref, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 901 )
250901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in reference namelist', .TRUE. )
251
252      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namctl in confguration namelist : Control prints & Benchmark
253      READ  ( numnam_cfg, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
254902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in configuration namelist', .TRUE. )
255
256      !
257      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namcfg in reference namelist : Control prints & Benchmark
258      READ  ( numnam_ref, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 903 )
259903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in reference namelist', .TRUE. )
260
261      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namcfg in confguration namelist : Control prints & Benchmark
262      READ  ( numnam_cfg, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
263904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in configuration namelist', .TRUE. )   
264
265! Force values for AGRIF zoom (cf. agrif_user.F90)
266#if defined key_agrif
267   IF( .NOT. Agrif_Root() ) THEN
268      jpiglo  = nbcellsx + 2 + 2*nbghostcells
269      jpjglo  = nbcellsy + 2 + 2*nbghostcells
270      jpi     = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1+0) ) / jpni + 2*jpreci
271      jpj     = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1+0) ) / jpnj + 2*jprecj
272      jpidta  = jpiglo
273      jpjdta  = jpjglo
274      jpizoom = 1
275      jpjzoom = 1
276      nperio  = 0
277      jperio  = 0
278      ln_use_jattr = .false.
279   ENDIF
280#endif
281      !
282      !                             !--------------------------------------------!
283      !                             !  set communicator & select the local node  !
284      !                             !  NB: mynode also opens output.namelist.dyn !
285      !                             !      on unit number numond on first proc   !
286      !                             !--------------------------------------------!
287#if defined key_iomput
288      IF( Agrif_Root() ) THEN
289         IF( lk_oasis ) THEN
290            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )                     ! nemo local communicator given by oasis
291            CALL xios_initialize( "not used",local_comm=ilocal_comm )    ! send nemo communicator to xios
292         ELSE
293            CALL  xios_initialize( "for_xios_mpi_id",return_comm=ilocal_comm )    ! nemo local communicator given by xios
294         ENDIF
295      ENDIF
296      ! Nodes selection (control print return in cltxt)
297      narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop, ilocal_comm )
298#else
299      IF( lk_oasis ) THEN
300         IF( Agrif_Root() ) THEN
301            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )                      ! nemo local communicator given by oasis
302         ENDIF
303         ! Nodes selection (control print return in cltxt)
304         narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop, ilocal_comm )
305      ELSE
306         ilocal_comm = 0
307         ! Nodes selection (control print return in cltxt)
308         narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop )
309      ENDIF
310#endif
311      narea = narea + 1                                     ! mynode return the rank of proc (0 --> jpnij -1 )
312
313      lwm = (narea == 1)                                    ! control of output namelists
314      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl                        ! control of all listing output print
315
316      IF(lwm) THEN
317         ! write merged namelists from earlier to output namelist now that the
318         ! file has been opened in call to mynode. nammpp has already been
319         ! written in mynode (if lk_mpp_mpi)
320         WRITE( numond, namctl )
321         WRITE( numond, namcfg )
322      ENDIF
323
324      ! If dimensions of processor grid weren't specified in the namelist file
325      ! then we calculate them here now that we have our communicator size
326      IF( (jpni < 1) .OR. (jpnj < 1) )THEN
327#if   defined key_mpp_mpi
328         IF( Agrif_Root() ) CALL nemo_partition(mppsize)
329#else
330         jpni  = 1
331         jpnj  = 1
332         jpnij = jpni*jpnj
333#endif
334      END IF
335
336      ! Calculate domain dimensions given calculated jpni and jpnj
337      ! This used to be done in par_oce.F90 when they were parameters rather
338      ! than variables
339      IF( Agrif_Root() ) THEN
340#if defined key_nemocice_decomp
341         jpi = ( nx_global+2-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci ! first  dim.
342         jpj = ( ny_global+2-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj ! second dim.
343#else
344         jpi = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci   ! first  dim.
345         jpj = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj   ! second dim.
346#endif
347      ENDIF         
348         jpk = jpkdta                                             ! third dim
349#if defined key_agrif
350         ! simple trick to use same vertical grid as parent
351         ! but different number of levels:
352         ! Save maximum number of levels in jpkdta, then define all vertical grids
353         ! with this number.
354         ! Suppress once vertical online interpolation is ok
355         IF(.NOT.Agrif_Root()) jpkdta = Agrif_Parent(jpkdta)
356#endif
357         jpim1 = jpi-1                                            ! inner domain indices
358         jpjm1 = jpj-1                                            !   "           "
359         jpkm1 = jpk-1                                            !   "           "
360         jpij  = jpi*jpj                                          !  jpi x j
361
362      IF(lwp) THEN                            ! open listing units
363         !
364         CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
365         !
366         WRITE(numout,*)
367         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - INGV - CMCC'
368         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
369         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
370         WRITE(numout,*) '                  version 3.6  (2015) '
371         WRITE(numout,*)
372         WRITE(numout,*)
373         DO ji = 1, SIZE(cltxt)
374            IF( TRIM(cltxt(ji)) /= '' )   WRITE(numout,*) cltxt(ji)      ! control print of mynode
375         END DO
376         WRITE(numout,cform_aaa)                                         ! Flag AAAAAAA
377         !
378      ENDIF
379
380      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set we can
381      ! allocate arrays
382      CALL nemo_alloc()
383
384      !                             !-------------------------------!
385      !                             !  NEMO general initialization  !
386      !                             !-------------------------------!
387
388      CALL nemo_ctl                          ! Control prints & Benchmark
389
390      !                                      ! Domain decomposition
391      IF( jpni*jpnj == jpnij ) THEN   ;   CALL mpp_init      ! standard cutting out
392      ELSE                            ;   CALL mpp_init2     ! eliminate land processors
393      ENDIF
394      !
395      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_init
396      !
397      !                                      ! General initialization
398                            CALL     phy_cst    ! Physical constants
399                            CALL     eos_init   ! Equation of state
400      IF( lk_c1d        )   CALL     c1d_init   ! 1D column configuration
401                            CALL     dom_cfg    ! Domain configuration
402                            CALL     dom_init   ! Domain
403
404      IF( ln_nnogather )    CALL nemo_northcomms   ! Initialise the northfold neighbour lists (must be done after the masks are defined)
405
406      IF( ln_ctl        )   CALL prt_ctl_init   ! Print control
407     
408      CALL diurnal_sst_bulk_init            ! diurnal sst
409      IF ( ln_diurnal ) CALL diurnal_sst_coolskin_init   ! cool skin   
410     
411      ! IF ln_diurnal_only, then we only want a subset of the initialisation routines
412      IF ( ln_diurnal_only ) THEN
413         CALL  istate_init   ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
414         CALL     sbc_init   ! Forcings : surface module
415         CALL tra_qsr_init   ! penetrative solar radiation qsr
416         IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
417            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
418            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
419         ENDIF     
420         !                                     ! Assimilation increments
421         IF( lk_asminc     )   CALL asm_inc_init   ! Initialize assimilation increments
422                 
423         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
424         RETURN
425      ENDIF
426     
427                            CALL  istate_init   ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
428
429      IF( lk_tide       )   CALL    tide_init( nit000 )    ! Initialisation of the tidal harmonics
430
431                            CALL     sbc_init   ! Forcings : surface module (clem: moved here for bdy purpose)
432
433      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_init   ! Open boundaries initialisation
434      IF( lk_bdy        )   CALL bdy_dta_init   ! Open boundaries initialisation of external data arrays
435      IF( lk_bdy .AND. lk_tide )   &
436         &                  CALL bdytide_init   ! Open boundaries initialisation of tidal harmonic forcing
437
438                            CALL dyn_nept_init  ! simplified form of Neptune effect
439      !     
440      IF( ln_crs        )   CALL     crs_init   ! Domain initialization of coarsened grid
441      !
442                                ! Ocean physics
443      !                                         ! Vertical physics
444                            CALL     zdf_init      ! namelist read
445                            CALL zdf_bfr_init      ! bottom friction
446      IF( lk_zdfric     )   CALL zdf_ric_init      ! Richardson number dependent Kz
447      IF( lk_zdftke     )   CALL zdf_tke_init      ! TKE closure scheme
448      IF( lk_zdfgls     )   CALL zdf_gls_init      ! GLS closure scheme
449      IF( lk_zdfkpp     )   CALL zdf_kpp_init      ! KPP closure scheme
450      IF( lk_zdftmx     )   CALL zdf_tmx_init      ! tidal vertical mixing
451      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp )   &
452         &                  CALL zdf_ddm_init      ! double diffusive mixing
453      !                                         ! Lateral physics
454                            CALL ldf_tra_init      ! Lateral ocean tracer physics
455                            CALL ldf_dyn_init      ! Lateral ocean momentum physics
456      IF( lk_ldfslp     )   CALL ldf_slp_init      ! slope of lateral mixing
457
458      !                                     ! Active tracers
459                            CALL tra_qsr_init   ! penetrative solar radiation qsr
460                            CALL tra_bbc_init   ! bottom heat flux
461      IF( lk_trabbl     )   CALL tra_bbl_init   ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
462                            CALL tra_dmp_init   ! internal damping trends- tracers
463                            CALL tra_adv_init   ! horizontal & vertical advection
464                            CALL tra_ldf_init   ! lateral mixing
465                            CALL tra_zdf_init   ! vertical mixing and after tracer fields
466
467      !                                     ! Dynamics
468      IF( lk_c1d        )   CALL dyn_dmp_init   ! internal damping trends- momentum
469                            CALL dyn_adv_init   ! advection (vector or flux form)
470                            CALL dyn_vor_init   ! vorticity term including Coriolis
471                            CALL dyn_ldf_init   ! lateral mixing
472                            CALL dyn_hpg_init   ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
473                            CALL dyn_zdf_init   ! vertical diffusion
474                            CALL dyn_spg_init   ! surface pressure gradient
475
476      !                                     ! Misc. options
477      IF( nn_cla == 1 .AND. cp_cfg == 'orca' .AND. jp_cfg == 2 )   CALL cla_init       ! Cross Land Advection
478                            CALL icb_init( rdt, nit000)   ! initialise icebergs instance
479                            CALL sto_par_init   ! Stochastic parametrization
480      IF( ln_sto_eos     )  CALL sto_pts_init   ! RRandom T/S fluctuations
481     
482#if defined key_top
483      !                                     ! Passive tracers
484                            CALL     trc_init
485#endif
486      !                                     ! Diagnostics
487      IF( lk_floats     )   CALL     flo_init   ! drifting Floats
488      IF( lk_diaar5     )   CALL dia_ar5_init   ! ar5 diag
489                            CALL dia_ptr_init   ! Poleward TRansports initialization
490      IF( lk_diadct     )   CALL dia_dct_init   ! Sections tranports
491                            CALL dia_hsb_init   ! heat content, salt content and volume budgets
492                            CALL     trd_init   ! Mixed-layer/Vorticity/Integral constraints trends
493      IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
494                            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
495                            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
496      ENDIF
497
498      !                                     ! Assimilation increments
499      IF( lk_asminc     )   CALL asm_inc_init   ! Initialize assimilation increments
500      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
501      !
502   END SUBROUTINE nemo_init
503
504
505   SUBROUTINE nemo_ctl
506      !!----------------------------------------------------------------------
507      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
508      !!
509      !! ** Purpose :   control print setting
510      !!
511      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
512      !!----------------------------------------------------------------------
513      !
514      IF(lwp) THEN                  ! control print
515         WRITE(numout,*)
516         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints & Benchmark'
517         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
518         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
519         WRITE(numout,*) '      run control (for debugging)     ln_ctl     = ', ln_ctl
520         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
521         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
522         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
523         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
524         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
525         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
526         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
527         WRITE(numout,*) '      benchmark parameter (0/1)       nn_bench   = ', nn_bench
528         WRITE(numout,*) '      timing activated    (0/1)       nn_timing  = ', nn_timing
529      ENDIF
530      !
531      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
532      nictls    = nn_ictls
533      nictle    = nn_ictle
534      njctls    = nn_jctls
535      njctle    = nn_jctle
536      isplt     = nn_isplt
537      jsplt     = nn_jsplt
538      nbench    = nn_bench
539
540      IF(lwp) THEN                  ! control print
541         WRITE(numout,*)
542         WRITE(numout,*) 'namcfg  : configuration initialization through namelist read'
543         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
544         WRITE(numout,*) '   Namelist namcfg'
545         WRITE(numout,*) '      configuration name              cp_cfg      = ', TRIM(cp_cfg)
546         WRITE(numout,*) '      configuration zoom name         cp_cfz      = ', TRIM(cp_cfz)
547         WRITE(numout,*) '      configuration resolution        jp_cfg      = ', jp_cfg
548         WRITE(numout,*) '      1st lateral dimension ( >= jpi ) jpidta     = ', jpidta
549         WRITE(numout,*) '      2nd    "         "    ( >= jpj ) jpjdta     = ', jpjdta
550         WRITE(numout,*) '      3nd    "         "               jpkdta     = ', jpkdta
551         WRITE(numout,*) '      1st dimension of global domain in i jpiglo  = ', jpiglo
552         WRITE(numout,*) '      2nd    -                  -    in j jpjglo  = ', jpjglo
553         WRITE(numout,*) '      left bottom i index of the zoom (in data domain) jpizoom = ', jpizoom
554         WRITE(numout,*) '      left bottom j index of the zoom (in data domain) jpizoom = ', jpjzoom
555         WRITE(numout,*) '      lateral cond. type (between 0 and 6) jperio = ', jperio   
556         WRITE(numout,*) '      use file attribute if exists as i/p j-start ln_use_jattr = ', ln_use_jattr
557      ENDIF
558      !                             ! Parameter control
559      !
560      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
561         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
562            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
563         ELSE
564            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
565               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
566                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
567            ENDIF
568            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
569         ENDIF
570         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
571         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
572         !
573         !                              ! indices used for the SUM control
574         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
575            lsp_area = .FALSE.
576         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
577            lsp_area = .TRUE.
578            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
579               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
580               nictls = 1
581            ENDIF
582            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
583               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
584               nictle = jpiglo
585            ENDIF
586            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
587               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
588               njctls = 1
589            ENDIF
590            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
591               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
592               njctle = jpjglo
593            ENDIF
594         ENDIF
595      ENDIF
596      !
597      IF( nbench == 1 ) THEN              ! Benchmark
598         SELECT CASE ( cp_cfg )
599         CASE ( 'gyre' )   ;   CALL ctl_warn( ' The Benchmark is activated ' )
600         CASE DEFAULT      ;   CALL ctl_stop( ' The Benchmark is based on the GYRE configuration:',   &
601            &                                 ' cp_cfg = "gyre" in namelist &namcfg or set nbench = 0' )
602         END SELECT
603      ENDIF
604      !
605      IF( 1_wp /= SIGN(1._wp,-0._wp)  )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The intrinsec SIGN function follows ',  &
606         &                                               'f2003 standard. '                              ,  &
607         &                                               'Compile with key_nosignedzero enabled' )
608      !
609   END SUBROUTINE nemo_ctl
610
611
612   SUBROUTINE nemo_closefile
613      !!----------------------------------------------------------------------
614      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
615      !!
616      !! ** Purpose :   Close the files
617      !!----------------------------------------------------------------------
618      !
619      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
620      !
621      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
622      !
623      IF( numstp          /= -1 )   CLOSE( numstp          )   ! time-step file
624      IF( numsol          /= -1 )   CLOSE( numsol          )   ! solver file
625      IF( numnam_ref      /= -1 )   CLOSE( numnam_ref      )   ! oce reference namelist
626      IF( numnam_cfg      /= -1 )   CLOSE( numnam_cfg      )   ! oce configuration namelist
627      IF( lwm.AND.numond  /= -1 )   CLOSE( numond          )   ! oce output namelist
628      IF( numnam_ice_ref  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice_ref  )   ! ice reference namelist
629      IF( numnam_ice_cfg  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice_cfg  )   ! ice configuration namelist
630      IF( lwm.AND.numoni  /= -1 )   CLOSE( numoni          )   ! ice output namelist
631      IF( numevo_ice      /= -1 )   CLOSE( numevo_ice      )   ! ice variables (temp. evolution)
632      IF( numout          /=  6 )   CLOSE( numout          )   ! standard model output file
633      IF( numdct_vol      /= -1 )   CLOSE( numdct_vol      )   ! volume transports
634      IF( numdct_heat     /= -1 )   CLOSE( numdct_heat     )   ! heat transports
635      IF( numdct_salt     /= -1 )   CLOSE( numdct_salt     )   ! salt transports
636
637      !
638      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
639      !
640   END SUBROUTINE nemo_closefile
641
642
643   SUBROUTINE nemo_alloc
644      !!----------------------------------------------------------------------
645      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
646      !!
647      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
648      !!
649      !! ** Method  :
650      !!----------------------------------------------------------------------
651      USE diawri    , ONLY: dia_wri_alloc
652      USE dom_oce   , ONLY: dom_oce_alloc
653      USE ldfdyn_oce, ONLY: ldfdyn_oce_alloc
654      USE ldftra_oce, ONLY: ldftra_oce_alloc
655      USE trc_oce   , ONLY: trc_oce_alloc
656#if defined key_diadct 
657      USE diadct    , ONLY: diadct_alloc 
658#endif 
659#if defined key_bdy
660      USE bdy_oce   , ONLY: bdy_oce_alloc
661#endif
662      !
663      INTEGER :: ierr
664      !!----------------------------------------------------------------------
665      !
666      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
667      ierr = ierr + dia_wri_alloc   ()
668      ierr = ierr + dom_oce_alloc   ()          ! ocean domain
669      ierr = ierr + ldfdyn_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : dynamics
670      ierr = ierr + ldftra_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : tracers
671      ierr = ierr + zdf_oce_alloc   ()          ! ocean vertical physics
672      !
673      ierr = ierr + trc_oce_alloc   ()          ! shared TRC / TRA arrays
674      !
675#if defined key_diadct 
676      ierr = ierr + diadct_alloc    ()          !
677#endif 
678#if defined key_bdy
679      ierr = ierr + bdy_oce_alloc   ()          ! bdy masks (incl. initialization)
680#endif
681      !
682      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
683      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc : unable to allocate standard ocean arrays' )
684      !
685   END SUBROUTINE nemo_alloc
686
687
688   SUBROUTINE nemo_partition( num_pes )
689      !!----------------------------------------------------------------------
690      !!                 ***  ROUTINE nemo_partition  ***
691      !!
692      !! ** Purpose :
693      !!
694      !! ** Method  :
695      !!----------------------------------------------------------------------
696      INTEGER, INTENT(in) ::   num_pes   ! The number of MPI processes we have
697      !
698      INTEGER, PARAMETER :: nfactmax = 20
699      INTEGER :: nfact ! The no. of factors returned
700      INTEGER :: ierr  ! Error flag
701      INTEGER :: ji
702      INTEGER :: idiff, mindiff, imin ! For choosing pair of factors that are closest in value
703      INTEGER, DIMENSION(nfactmax) :: ifact ! Array of factors
704      !!----------------------------------------------------------------------
705      !
706      ierr = 0
707      !
708      CALL factorise( ifact, nfactmax, nfact, num_pes, ierr )
709      !
710      IF( nfact <= 1 ) THEN
711         WRITE (numout, *) 'WARNING: factorisation of number of PEs failed'
712         WRITE (numout, *) '       : using grid of ',num_pes,' x 1'
713         jpnj = 1
714         jpni = num_pes
715      ELSE
716         ! Search through factors for the pair that are closest in value
717         mindiff = 1000000
718         imin    = 1
719         DO ji = 1, nfact-1, 2
720            idiff = ABS( ifact(ji) - ifact(ji+1) )
721            IF( idiff < mindiff ) THEN
722               mindiff = idiff
723               imin = ji
724            ENDIF
725         END DO
726         jpnj = ifact(imin)
727         jpni = ifact(imin + 1)
728      ENDIF
729      !
730      jpnij = jpni*jpnj
731      !
732   END SUBROUTINE nemo_partition
733
734
735   SUBROUTINE factorise( kfax, kmaxfax, knfax, kn, kerr )
736      !!----------------------------------------------------------------------
737      !!                     ***  ROUTINE factorise  ***
738      !!
739      !! ** Purpose :   return the prime factors of n.
740      !!                knfax factors are returned in array kfax which is of
741      !!                maximum dimension kmaxfax.
742      !! ** Method  :
743      !!----------------------------------------------------------------------
744      INTEGER                    , INTENT(in   ) ::   kn, kmaxfax
745      INTEGER                    , INTENT(  out) ::   kerr, knfax
746      INTEGER, DIMENSION(kmaxfax), INTENT(  out) ::   kfax
747      !
748      INTEGER :: ifac, jl, inu
749      INTEGER, PARAMETER :: ntest = 14
750      INTEGER, DIMENSION(ntest) :: ilfax
751      !!----------------------------------------------------------------------
752      ! lfax contains the set of allowed factors.
753      ilfax(:) = (/(2**jl,jl=ntest,1,-1)/)
754
755      ! Clear the error flag and initialise output vars
756      kerr = 0
757      kfax = 1
758      knfax = 0
759
760      ! Find the factors of n.
761      IF( kn == 1 )   GOTO 20
762
763      ! nu holds the unfactorised part of the number.
764      ! knfax holds the number of factors found.
765      ! l points to the allowed factor list.
766      ! ifac holds the current factor.
767
768      inu   = kn
769      knfax = 0
770
771      DO jl = ntest, 1, -1
772         !
773         ifac = ilfax(jl)
774         IF( ifac > inu )   CYCLE
775
776         ! Test whether the factor will divide.
777
778         IF( MOD(inu,ifac) == 0 ) THEN
779            !
780            knfax = knfax + 1            ! Add the factor to the list
781            IF( knfax > kmaxfax ) THEN
782               kerr = 6
783               write (*,*) 'FACTOR: insufficient space in factor array ', knfax
784               return
785            ENDIF
786            kfax(knfax) = ifac
787            ! Store the other factor that goes with this one
788            knfax = knfax + 1
789            kfax(knfax) = inu / ifac
790            !WRITE (*,*) 'ARPDBG, factors ',knfax-1,' & ',knfax,' are ', kfax(knfax-1),' and ',kfax(knfax)
791         ENDIF
792         !
793      END DO
794
795   20 CONTINUE      ! Label 20 is the exit point from the factor search loop.
796      !
797   END SUBROUTINE factorise
798
799#if defined key_mpp_mpi
800
801   SUBROUTINE nemo_northcomms
802      !!======================================================================
803      !!                     ***  ROUTINE  nemo_northcomms  ***
804      !! nemo_northcomms    :  Setup for north fold exchanges with explicit
805      !!                       point-to-point messaging
806      !!=====================================================================
807      !!----------------------------------------------------------------------
808      !!
809      !! ** Purpose :   Initialization of the northern neighbours lists.
810      !!----------------------------------------------------------------------
811      !!    1.0  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE)
812      !!    2.0  ! 2013-06 Setup avoiding MPI communication (I. Epicoco, S. Mocavero, CMCC)
813      !!----------------------------------------------------------------------
814
815      INTEGER  ::   sxM, dxM, sxT, dxT, jn
816      INTEGER  ::   njmppmax
817
818      njmppmax = MAXVAL( njmppt )
819   
820      !initializes the north-fold communication variables
821      isendto(:) = 0
822      nsndto = 0
823
824      !if I am a process in the north
825      IF ( njmpp == njmppmax ) THEN
826          !sxM is the first point (in the global domain) needed to compute the
827          !north-fold for the current process
828          sxM = jpiglo - nimppt(narea) - nlcit(narea) + 1
829          !dxM is the last point (in the global domain) needed to compute the
830          !north-fold for the current process
831          dxM = jpiglo - nimppt(narea) + 2
832
833          !loop over the other north-fold processes to find the processes
834          !managing the points belonging to the sxT-dxT range
835 
836          DO jn = 1, jpni
837                !sxT is the first point (in the global domain) of the jn
838                !process
839                sxT = nfiimpp(jn, jpnj)
840                !dxT is the last point (in the global domain) of the jn
841                !process
842                dxT = nfiimpp(jn, jpnj) + nfilcit(jn, jpnj) - 1
843                IF ((sxM .gt. sxT) .AND. (sxM .lt. dxT)) THEN
844                   nsndto = nsndto + 1
845                     isendto(nsndto) = jn
846                ELSEIF ((sxM .le. sxT) .AND. (dxM .ge. dxT)) THEN
847                   nsndto = nsndto + 1
848                     isendto(nsndto) = jn
849                ELSEIF ((dxM .lt. dxT) .AND. (sxT .lt. dxM)) THEN
850                   nsndto = nsndto + 1
851                     isendto(nsndto) = jn
852                END IF
853          END DO
854          nfsloop = 1
855          nfeloop = nlci
856          DO jn = 2,jpni-1
857           IF(nfipproc(jn,jpnj) .eq. (narea - 1)) THEN
858              IF (nfipproc(jn - 1 ,jpnj) .eq. -1) THEN
859                 nfsloop = nldi
860              ENDIF
861              IF (nfipproc(jn + 1,jpnj) .eq. -1) THEN
862                 nfeloop = nlei
863              ENDIF
864           ENDIF
865        END DO
866
867      ENDIF
868      l_north_nogather = .TRUE.
869   END SUBROUTINE nemo_northcomms
870#else
871   SUBROUTINE nemo_northcomms      ! Dummy routine
872      WRITE(*,*) 'nemo_northcomms: You should not have seen this print! error?'
873   END SUBROUTINE nemo_northcomms
874#endif
875
876   !!======================================================================
877END MODULE nemogcm
878
879
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.