source: branches/UKMO/AMM15_v3_6_STABLE_package/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/nemogcm.F90 @ 9181

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Adding changes required for surface temperature increments to be projected through mixed layer.

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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#if defined key_iomput
79   USE xios
80#endif
81   USE sbctide, ONLY: lk_tide
82   USE crsini          ! initialise grid coarsening utility
83   USE lbcnfd, ONLY: isendto, nsndto, nfsloop, nfeloop ! Setup of north fold exchanges
84   USE sbc_oce, ONLY: lk_oasis
85   USE stopar
86   USE stopts
87   USE diatmb          ! Top,middle,bottom output
88   USE dia25h          ! 25h mean output
89   USE diaopfoam       ! FOAM operational output
90   USE diurnal_bulk    ! diurnal bulk SST
91
92   IMPLICIT NONE
93   PRIVATE
94
95   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
96   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
97   PUBLIC   nemo_alloc  ! needed by TAM
98
99   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
100
101   !!----------------------------------------------------------------------
102   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
103   !! $Id$
104   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
105   !!----------------------------------------------------------------------
106CONTAINS
107
108   SUBROUTINE nemo_gcm
109      !!----------------------------------------------------------------------
110      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
111      !!
112      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
113      !!              curvilinear mesh on the sphere.
114      !!
115      !! ** Method  : - model general initialization
116      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
117      !!              - finalize the run by closing files and communications
118      !!
119      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
120      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
121      !!----------------------------------------------------------------------
122      INTEGER ::   istp       ! time step index
123      !!----------------------------------------------------------------------
124      !
125#if defined key_agrif
126      CALL Agrif_Init_Grids()      ! AGRIF: set the meshes
127#endif
128
129      !                            !-----------------------!
130      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
131      !                            !-----------------------!
132#if defined key_agrif
133      CALL Agrif_Declare_Var_dom   ! AGRIF: set the meshes for DOM
134      CALL Agrif_Declare_Var       !  "      "   "   "      "  DYN/TRA
135# if defined key_top
136      CALL Agrif_Declare_Var_top   !  "      "   "   "      "  TOP
137# endif
138# if defined key_lim2
139      CALL Agrif_Declare_Var_lim2  !  "      "   "   "      "  LIM
140# endif
141#endif
142      ! check that all process are still there... If some process have an error,
143      ! they will never enter in step and other processes will wait until the end of the cpu time!
144      IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
145
146      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
147
148      !                            !-----------------------!
149      !                            !==   time stepping   ==!
150      !                            !-----------------------!
151      istp = nit000
152#if defined key_c1d
153         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
154            CALL stp_c1d( istp )
155            istp = istp + 1
156         END DO
157#else
158          IF( lk_asminc ) THEN
159             IF( ln_bkgwri ) CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1 )    ! Output background fields
160             IF( ln_asmdin ) THEN                        ! Direct initialization
161                IF( ln_trainc ) CALL tra_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Tracers
162                IF( ln_dyninc ) CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Dynamics
163                IF( ln_sshinc ) CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1 )    ! SSH
164             ENDIF
165          ENDIF
166
167#if defined key_agrif
168          CALL Agrif_Regrid()
169#endif
170
171         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
172#if defined key_agrif
173            CALL stp                         ! AGRIF: time stepping
174#else
175            CALL stp( istp )                 ! standard time stepping
176#endif
177            istp = istp + 1
178            IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
179         END DO
180#endif
181
182      IF( lk_diaobs   )   CALL dia_obs_wri
183      !
184      IF( ln_icebergs )   CALL icb_end( nitend )
185
186      !                            !------------------------!
187      !                            !==  finalize the run  ==!
188      !                            !------------------------!
189      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
190      !
191      IF( nstop /= 0 .AND. lwp ) THEN   ! error print
192         WRITE(numout,cform_err)
193         WRITE(numout,*) nstop, ' error have been found'
194      ENDIF
195      !
196#if defined key_agrif
197      IF( .NOT. Agrif_Root() ) THEN
198         CALL Agrif_ParentGrid_To_ChildGrid()
199         IF( lk_diaobs ) CALL dia_obs_wri
200         IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
201         CALL Agrif_ChildGrid_To_ParentGrid()
202      ENDIF
203#endif
204      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
205      !
206      CALL nemo_closefile
207      !
208#if defined key_iomput
209      CALL xios_finalize                ! end mpp communications with xios
210      IF( lk_oasis ) CALL cpl_finalize    ! end coupling and mpp communications with OASIS
211#else
212      IF( lk_oasis ) THEN
213         CALL cpl_finalize              ! end coupling and mpp communications with OASIS
214      ELSE
215         IF( lk_mpp )   CALL mppstop    ! end mpp communications
216      ENDIF
217#endif
218      !
219   END SUBROUTINE nemo_gcm
220
221
222   SUBROUTINE nemo_init
223      !!----------------------------------------------------------------------
224      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
225      !!
226      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
227      !!----------------------------------------------------------------------
228      INTEGER ::   ji            ! dummy loop indices
229      INTEGER ::   ilocal_comm   ! local integer
230      INTEGER ::   ios
231      CHARACTER(len=80), DIMENSION(16) ::   cltxt
232      !
233      NAMELIST/namctl/ ln_ctl  , nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
234         &             nn_isplt, nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,   &
235         &             nn_bench, nn_timing
236      NAMELIST/namcfg/ cp_cfg, cp_cfz, jp_cfg, jpidta, jpjdta, jpkdta, jpiglo, jpjglo, &
237         &             jpizoom, jpjzoom, jperio, ln_use_jattr
238      !!----------------------------------------------------------------------
239      !
240      cltxt = ''
241      cxios_context = 'nemo'
242      !
243      !                             ! Open reference namelist and configuration namelist files
244      CALL ctl_opn( numnam_ref, 'namelist_ref', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
245      CALL ctl_opn( numnam_cfg, 'namelist_cfg', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
246      !
247      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namctl in reference namelist : Control prints & Benchmark
248      READ  ( numnam_ref, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 901 )
249901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in reference namelist', .TRUE. )
250
251      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namctl in confguration namelist : Control prints & Benchmark
252      READ  ( numnam_cfg, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
253902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in configuration namelist', .TRUE. )
254
255      !
256      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namcfg in reference namelist : Control prints & Benchmark
257      READ  ( numnam_ref, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 903 )
258903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in reference namelist', .TRUE. )
259
260      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namcfg in confguration namelist : Control prints & Benchmark
261      READ  ( numnam_cfg, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
262904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in configuration namelist', .TRUE. )   
263
264! Force values for AGRIF zoom (cf. agrif_user.F90)
265#if defined key_agrif
266   IF( .NOT. Agrif_Root() ) THEN
267      jpiglo  = nbcellsx + 2 + 2*nbghostcells
268      jpjglo  = nbcellsy + 2 + 2*nbghostcells
269      jpi     = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1+0) ) / jpni + 2*jpreci
270      jpj     = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1+0) ) / jpnj + 2*jprecj
271      jpidta  = jpiglo
272      jpjdta  = jpjglo
273      jpizoom = 1
274      jpjzoom = 1
275      nperio  = 0
276      jperio  = 0
277      ln_use_jattr = .false.
278   ENDIF
279#endif
280      !
281      !                             !--------------------------------------------!
282      !                             !  set communicator & select the local node  !
283      !                             !  NB: mynode also opens output.namelist.dyn !
284      !                             !      on unit number numond on first proc   !
285      !                             !--------------------------------------------!
286#if defined key_iomput
287      IF( Agrif_Root() ) THEN
288         IF( lk_oasis ) THEN
289            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )                     ! nemo local communicator given by oasis
290            CALL xios_initialize( "not used",local_comm=ilocal_comm )    ! send nemo communicator to xios
291         ELSE
292            CALL  xios_initialize( "for_xios_mpi_id",return_comm=ilocal_comm )    ! nemo local communicator given by xios
293         ENDIF
294      ENDIF
295      ! Nodes selection (control print return in cltxt)
296      narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop, ilocal_comm )
297#else
298      IF( lk_oasis ) THEN
299         IF( Agrif_Root() ) THEN
300            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )                      ! nemo local communicator given by oasis
301         ENDIF
302         ! Nodes selection (control print return in cltxt)
303         narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop, ilocal_comm )
304      ELSE
305         ilocal_comm = 0
306         ! Nodes selection (control print return in cltxt)
307         narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop )
308      ENDIF
309#endif
310      narea = narea + 1                                     ! mynode return the rank of proc (0 --> jpnij -1 )
311
312      lwm = (narea == 1)                                    ! control of output namelists
313      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl                        ! control of all listing output print
314
315      IF(lwm) THEN
316         ! write merged namelists from earlier to output namelist now that the
317         ! file has been opened in call to mynode. nammpp has already been
318         ! written in mynode (if lk_mpp_mpi)
319         WRITE( numond, namctl )
320         WRITE( numond, namcfg )
321      ENDIF
322
323      ! If dimensions of processor grid weren't specified in the namelist file
324      ! then we calculate them here now that we have our communicator size
325      IF( (jpni < 1) .OR. (jpnj < 1) )THEN
326#if   defined key_mpp_mpi
327         IF( Agrif_Root() ) CALL nemo_partition(mppsize)
328#else
329         jpni  = 1
330         jpnj  = 1
331         jpnij = jpni*jpnj
332#endif
333      END IF
334
335      ! Calculate domain dimensions given calculated jpni and jpnj
336      ! This used to be done in par_oce.F90 when they were parameters rather
337      ! than variables
338      IF( Agrif_Root() ) THEN
339#if defined key_nemocice_decomp
340         jpi = ( nx_global+2-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci ! first  dim.
341         jpj = ( ny_global+2-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj ! second dim.
342#else
343         jpi = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci   ! first  dim.
344         jpj = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj   ! second dim.
345#endif
346      ENDIF         
347         jpk = jpkdta                                             ! third dim
348#if defined key_agrif
349         ! simple trick to use same vertical grid as parent
350         ! but different number of levels:
351         ! Save maximum number of levels in jpkdta, then define all vertical grids
352         ! with this number.
353         ! Suppress once vertical online interpolation is ok
354         IF(.NOT.Agrif_Root()) jpkdta = Agrif_Parent(jpkdta)
355#endif
356         jpim1 = jpi-1                                            ! inner domain indices
357         jpjm1 = jpj-1                                            !   "           "
358         jpkm1 = jpk-1                                            !   "           "
359         jpij  = jpi*jpj                                          !  jpi x j
360
361      IF(lwp) THEN                            ! open listing units
362         !
363         CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
364         !
365         WRITE(numout,*)
366         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - INGV - CMCC'
367         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
368         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
369         WRITE(numout,*) '                  version 3.6  (2015) '
370         WRITE(numout,*)
371         WRITE(numout,*)
372         DO ji = 1, SIZE(cltxt)
373            IF( TRIM(cltxt(ji)) /= '' )   WRITE(numout,*) cltxt(ji)      ! control print of mynode
374         END DO
375         WRITE(numout,cform_aaa)                                         ! Flag AAAAAAA
376         !
377      ENDIF
378
379      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set we can
380      ! allocate arrays
381      CALL nemo_alloc()
382
383      !                             !-------------------------------!
384      !                             !  NEMO general initialization  !
385      !                             !-------------------------------!
386
387      CALL nemo_ctl                          ! Control prints & Benchmark
388
389      !                                      ! Domain decomposition
390      IF( jpni*jpnj == jpnij ) THEN   ;   CALL mpp_init      ! standard cutting out
391      ELSE                            ;   CALL mpp_init2     ! eliminate land processors
392      ENDIF
393      !
394      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_init
395      !
396      !                                      ! General initialization
397                            CALL     phy_cst    ! Physical constants
398                            CALL     eos_init   ! Equation of state
399      IF( lk_c1d        )   CALL     c1d_init   ! 1D column configuration
400                            CALL     dom_cfg    ! Domain configuration
401                            CALL     dom_init   ! Domain
402
403      IF( ln_nnogather )    CALL nemo_northcomms   ! Initialise the northfold neighbour lists (must be done after the masks are defined)
404
405      IF( ln_ctl        )   CALL prt_ctl_init   ! Print control
406
407                            CALL  istate_init   ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
408
409      CALL diurnal_sst_bulk_init                ! diurnal sst
410      IF ( ln_diurnal ) CALL diurnal_sst_coolskin_init   ! cool skin 
411
412      IF( lk_tide       )   CALL    tide_init( nit000 )    ! Initialisation of the tidal harmonics
413
414                            CALL     sbc_init   ! Forcings : surface module (clem: moved here for bdy purpose)
415
416      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_init   ! Open boundaries initialisation
417      IF( lk_bdy        )   CALL bdy_dta_init   ! Open boundaries initialisation of external data arrays
418      IF( lk_bdy .AND. lk_tide )   &
419         &                  CALL bdytide_init   ! Open boundaries initialisation of tidal harmonic forcing
420
421                            CALL dyn_nept_init  ! simplified form of Neptune effect
422      !     
423      IF( ln_crs        )   CALL     crs_init   ! Domain initialization of coarsened grid
424      !
425                                ! Ocean physics
426      !                                         ! Vertical physics
427                            CALL     zdf_init      ! namelist read
428                            CALL zdf_bfr_init      ! bottom friction
429      IF( lk_zdfric     )   CALL zdf_ric_init      ! Richardson number dependent Kz
430      IF( lk_zdftke     )   CALL zdf_tke_init      ! TKE closure scheme
431      IF( lk_zdfgls     )   CALL zdf_gls_init      ! GLS closure scheme
432      IF( lk_zdfkpp     )   CALL zdf_kpp_init      ! KPP closure scheme
433      IF( lk_zdftmx     )   CALL zdf_tmx_init      ! tidal vertical mixing
434      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp )   &
435         &                  CALL zdf_ddm_init      ! double diffusive mixing
436      !                                         ! Lateral physics
437                            CALL ldf_tra_init      ! Lateral ocean tracer physics
438                            CALL ldf_dyn_init      ! Lateral ocean momentum physics
439      IF( lk_ldfslp     )   CALL ldf_slp_init      ! slope of lateral mixing
440
441      !                                     ! Active tracers
442                            CALL tra_qsr_init   ! penetrative solar radiation qsr
443                            CALL tra_bbc_init   ! bottom heat flux
444      IF( lk_trabbl     )   CALL tra_bbl_init   ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
445                            CALL tra_dmp_init   ! internal damping trends- tracers
446                            CALL tra_adv_init   ! horizontal & vertical advection
447                            CALL tra_ldf_init   ! lateral mixing
448                            CALL tra_zdf_init   ! vertical mixing and after tracer fields
449
450      !                                     ! Dynamics
451      IF( lk_c1d        )   CALL dyn_dmp_init   ! internal damping trends- momentum
452                            CALL dyn_adv_init   ! advection (vector or flux form)
453                            CALL dyn_vor_init   ! vorticity term including Coriolis
454                            CALL dyn_ldf_init   ! lateral mixing
455                            CALL dyn_hpg_init   ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
456                            CALL dyn_zdf_init   ! vertical diffusion
457                            CALL dyn_spg_init   ! surface pressure gradient
458
459      !                                     ! Misc. options
460      IF( nn_cla == 1 .AND. cp_cfg == 'orca' .AND. jp_cfg == 2 )   CALL cla_init       ! Cross Land Advection
461                            CALL icb_init( rdt, nit000)   ! initialise icebergs instance
462                            CALL sto_par_init   ! Stochastic parametrization
463      IF( ln_sto_eos     )  CALL sto_pts_init   ! RRandom T/S fluctuations
464     
465#if defined key_top
466      !                                     ! Passive tracers
467                            CALL     trc_init
468#endif
469      !                                     ! Diagnostics
470      IF( lk_floats     )   CALL     flo_init   ! drifting Floats
471      IF( lk_diaar5     )   CALL dia_ar5_init   ! ar5 diag
472                            CALL dia_ptr_init   ! Poleward TRansports initialization
473      IF( lk_diadct     )   CALL dia_dct_init   ! Sections tranports
474                            CALL dia_hsb_init   ! heat content, salt content and volume budgets
475                            CALL     trd_init   ! Mixed-layer/Vorticity/Integral constraints trends
476      IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
477                            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
478                            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
479      ENDIF
480
481      !                                     ! Assimilation increments
482      IF( lk_asminc ) THEN 
483#if defined key_shelf 
484         CALL  zdf_mxl_tref()     ! Initialization of hmld_tref
485#endif
486         CALL asm_inc_init     ! Initialize assimilation increments
487      ENDIF
488
489      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
490                            CALL dia_tmb_init  ! TMB outputs
491                            CALL dia_25h_init  ! 25h mean  outputs
492                            CALL dia_diaopfoam_init  ! FOAM operational output
493      !
494   END SUBROUTINE nemo_init
495
496
497   SUBROUTINE nemo_ctl
498      !!----------------------------------------------------------------------
499      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
500      !!
501      !! ** Purpose :   control print setting
502      !!
503      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
504      !!----------------------------------------------------------------------
505      !
506      IF(lwp) THEN                  ! control print
507         WRITE(numout,*)
508         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints & Benchmark'
509         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
510         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
511         WRITE(numout,*) '      run control (for debugging)     ln_ctl     = ', ln_ctl
512         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
513         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
514         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
515         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
516         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
517         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
518         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
519         WRITE(numout,*) '      benchmark parameter (0/1)       nn_bench   = ', nn_bench
520         WRITE(numout,*) '      timing activated    (0/1)       nn_timing  = ', nn_timing
521      ENDIF
522      !
523      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
524      nictls    = nn_ictls
525      nictle    = nn_ictle
526      njctls    = nn_jctls
527      njctle    = nn_jctle
528      isplt     = nn_isplt
529      jsplt     = nn_jsplt
530      nbench    = nn_bench
531
532      IF(lwp) THEN                  ! control print
533         WRITE(numout,*)
534         WRITE(numout,*) 'namcfg  : configuration initialization through namelist read'
535         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
536         WRITE(numout,*) '   Namelist namcfg'
537         WRITE(numout,*) '      configuration name              cp_cfg      = ', TRIM(cp_cfg)
538         WRITE(numout,*) '      configuration zoom name         cp_cfz      = ', TRIM(cp_cfz)
539         WRITE(numout,*) '      configuration resolution        jp_cfg      = ', jp_cfg
540         WRITE(numout,*) '      1st lateral dimension ( >= jpi ) jpidta     = ', jpidta
541         WRITE(numout,*) '      2nd    "         "    ( >= jpj ) jpjdta     = ', jpjdta
542         WRITE(numout,*) '      3nd    "         "               jpkdta     = ', jpkdta
543         WRITE(numout,*) '      1st dimension of global domain in i jpiglo  = ', jpiglo
544         WRITE(numout,*) '      2nd    -                  -    in j jpjglo  = ', jpjglo
545         WRITE(numout,*) '      left bottom i index of the zoom (in data domain) jpizoom = ', jpizoom
546         WRITE(numout,*) '      left bottom j index of the zoom (in data domain) jpizoom = ', jpjzoom
547         WRITE(numout,*) '      lateral cond. type (between 0 and 6) jperio = ', jperio   
548         WRITE(numout,*) '      use file attribute if exists as i/p j-start ln_use_jattr = ', ln_use_jattr
549      ENDIF
550      !                             ! Parameter control
551      !
552      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
553         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
554            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
555         ELSE
556            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
557               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
558                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
559            ENDIF
560            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
561         ENDIF
562         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
563         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
564         !
565         !                              ! indices used for the SUM control
566         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
567            lsp_area = .FALSE.
568         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
569            lsp_area = .TRUE.
570            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
571               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
572               nictls = 1
573            ENDIF
574            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
575               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
576               nictle = jpiglo
577            ENDIF
578            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
579               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
580               njctls = 1
581            ENDIF
582            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
583               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
584               njctle = jpjglo
585            ENDIF
586         ENDIF
587      ENDIF
588      !
589      IF( nbench == 1 ) THEN              ! Benchmark
590         SELECT CASE ( cp_cfg )
591         CASE ( 'gyre' )   ;   CALL ctl_warn( ' The Benchmark is activated ' )
592         CASE DEFAULT      ;   CALL ctl_stop( ' The Benchmark is based on the GYRE configuration:',   &
593            &                                 ' cp_cfg = "gyre" in namelist &namcfg or set nbench = 0' )
594         END SELECT
595      ENDIF
596      !
597      IF( 1_wp /= SIGN(1._wp,-0._wp)  )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The intrinsec SIGN function follows ',  &
598         &                                               'f2003 standard. '                              ,  &
599         &                                               'Compile with key_nosignedzero enabled' )
600      !
601   END SUBROUTINE nemo_ctl
602
603
604   SUBROUTINE nemo_closefile
605      !!----------------------------------------------------------------------
606      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
607      !!
608      !! ** Purpose :   Close the files
609      !!----------------------------------------------------------------------
610      !
611      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
612      !
613      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
614      !
615      IF( numstp          /= -1 )   CLOSE( numstp          )   ! time-step file
616      IF( numsol          /= -1 )   CLOSE( numsol          )   ! solver file
617      IF( numnam_ref      /= -1 )   CLOSE( numnam_ref      )   ! oce reference namelist
618      IF( numnam_cfg      /= -1 )   CLOSE( numnam_cfg      )   ! oce configuration namelist
619      IF( lwm.AND.numond  /= -1 )   CLOSE( numond          )   ! oce output namelist
620      IF( numnam_ice_ref  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice_ref  )   ! ice reference namelist
621      IF( numnam_ice_cfg  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice_cfg  )   ! ice configuration namelist
622      IF( lwm.AND.numoni  /= -1 )   CLOSE( numoni          )   ! ice output namelist
623      IF( numevo_ice      /= -1 )   CLOSE( numevo_ice      )   ! ice variables (temp. evolution)
624      IF( numout          /=  6 )   CLOSE( numout          )   ! standard model output file
625      IF( numdct_vol      /= -1 )   CLOSE( numdct_vol      )   ! volume transports
626      IF( numdct_heat     /= -1 )   CLOSE( numdct_heat     )   ! heat transports
627      IF( numdct_salt     /= -1 )   CLOSE( numdct_salt     )   ! salt transports
628
629      !
630      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
631      !
632   END SUBROUTINE nemo_closefile
633
634
635   SUBROUTINE nemo_alloc
636      !!----------------------------------------------------------------------
637      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
638      !!
639      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
640      !!
641      !! ** Method  :
642      !!----------------------------------------------------------------------
643      USE diawri    , ONLY: dia_wri_alloc
644      USE dom_oce   , ONLY: dom_oce_alloc
645      USE ldfdyn_oce, ONLY: ldfdyn_oce_alloc
646      USE ldftra_oce, ONLY: ldftra_oce_alloc
647      USE trc_oce   , ONLY: trc_oce_alloc
648      USE diainsitutem, ONLY: insitu_tem_alloc
649#if defined key_diadct 
650      USE diadct    , ONLY: diadct_alloc 
651#endif 
652#if defined key_bdy
653      USE bdy_oce   , ONLY: bdy_oce_alloc
654#endif
655      !
656      INTEGER :: ierr
657      !!----------------------------------------------------------------------
658      !
659      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
660      ierr = ierr + dia_wri_alloc   ()
661      ierr = ierr + dom_oce_alloc   ()          ! ocean domain
662      ierr = ierr + ldfdyn_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : dynamics
663      ierr = ierr + ldftra_oce_alloc()          ! ocean lateral  physics : tracers
664      ierr = ierr + zdf_oce_alloc   ()          ! ocean vertical physics
665      ierr = ierr + insitu_tem_alloc()
666      !
667      ierr = ierr + trc_oce_alloc   ()          ! shared TRC / TRA arrays
668      !
669#if defined key_diadct 
670      ierr = ierr + diadct_alloc    ()          !
671#endif 
672#if defined key_bdy
673      ierr = ierr + bdy_oce_alloc   ()          ! bdy masks (incl. initialization)
674#endif
675      !
676      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
677      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc : unable to allocate standard ocean arrays' )
678      !
679   END SUBROUTINE nemo_alloc
680
681
682   SUBROUTINE nemo_partition( num_pes )
683      !!----------------------------------------------------------------------
684      !!                 ***  ROUTINE nemo_partition  ***
685      !!
686      !! ** Purpose :
687      !!
688      !! ** Method  :
689      !!----------------------------------------------------------------------
690      INTEGER, INTENT(in) ::   num_pes   ! The number of MPI processes we have
691      !
692      INTEGER, PARAMETER :: nfactmax = 20
693      INTEGER :: nfact ! The no. of factors returned
694      INTEGER :: ierr  ! Error flag
695      INTEGER :: ji
696      INTEGER :: idiff, mindiff, imin ! For choosing pair of factors that are closest in value
697      INTEGER, DIMENSION(nfactmax) :: ifact ! Array of factors
698      !!----------------------------------------------------------------------
699      !
700      ierr = 0
701      !
702      CALL factorise( ifact, nfactmax, nfact, num_pes, ierr )
703      !
704      IF( nfact <= 1 ) THEN
705         WRITE (numout, *) 'WARNING: factorisation of number of PEs failed'
706         WRITE (numout, *) '       : using grid of ',num_pes,' x 1'
707         jpnj = 1
708         jpni = num_pes
709      ELSE
710         ! Search through factors for the pair that are closest in value
711         mindiff = 1000000
712         imin    = 1
713         DO ji = 1, nfact-1, 2
714            idiff = ABS( ifact(ji) - ifact(ji+1) )
715            IF( idiff < mindiff ) THEN
716               mindiff = idiff
717               imin = ji
718            ENDIF
719         END DO
720         jpnj = ifact(imin)
721         jpni = ifact(imin + 1)
722      ENDIF
723      !
724      jpnij = jpni*jpnj
725      !
726   END SUBROUTINE nemo_partition
727
728
729   SUBROUTINE factorise( kfax, kmaxfax, knfax, kn, kerr )
730      !!----------------------------------------------------------------------
731      !!                     ***  ROUTINE factorise  ***
732      !!
733      !! ** Purpose :   return the prime factors of n.
734      !!                knfax factors are returned in array kfax which is of
735      !!                maximum dimension kmaxfax.
736      !! ** Method  :
737      !!----------------------------------------------------------------------
738      INTEGER                    , INTENT(in   ) ::   kn, kmaxfax
739      INTEGER                    , INTENT(  out) ::   kerr, knfax
740      INTEGER, DIMENSION(kmaxfax), INTENT(  out) ::   kfax
741      !
742      INTEGER :: ifac, jl, inu
743      INTEGER, PARAMETER :: ntest = 14
744      INTEGER, DIMENSION(ntest) :: ilfax
745      !
746      ! ilfax contains the set of allowed factors.
747      ilfax(:) = (/(2**jl,jl=ntest,1,-1)/)
748      !!----------------------------------------------------------------------
749      ! ilfax contains the set of allowed factors.
750      ilfax(:) = (/(2**jl,jl=ntest,1,-1)/)
751
752      ! Clear the error flag and initialise output vars
753      kerr = 0
754      kfax = 1
755      knfax = 0
756
757      ! Find the factors of n.
758      IF( kn == 1 )   GOTO 20
759
760      ! nu holds the unfactorised part of the number.
761      ! knfax holds the number of factors found.
762      ! l points to the allowed factor list.
763      ! ifac holds the current factor.
764
765      inu   = kn
766      knfax = 0
767
768      DO jl = ntest, 1, -1
769         !
770         ifac = ilfax(jl)
771         IF( ifac > inu )   CYCLE
772
773         ! Test whether the factor will divide.
774
775         IF( MOD(inu,ifac) == 0 ) THEN
776            !
777            knfax = knfax + 1            ! Add the factor to the list
778            IF( knfax > kmaxfax ) THEN
779               kerr = 6
780               write (*,*) 'FACTOR: insufficient space in factor array ', knfax
781               return
782            ENDIF
783            kfax(knfax) = ifac
784            ! Store the other factor that goes with this one
785            knfax = knfax + 1
786            kfax(knfax) = inu / ifac
787            !WRITE (*,*) 'ARPDBG, factors ',knfax-1,' & ',knfax,' are ', kfax(knfax-1),' and ',kfax(knfax)
788         ENDIF
789         !
790      END DO
791
792   20 CONTINUE      ! Label 20 is the exit point from the factor search loop.
793      !
794   END SUBROUTINE factorise
795
796#if defined key_mpp_mpi
797
798   SUBROUTINE nemo_northcomms
799      !!======================================================================
800      !!                     ***  ROUTINE  nemo_northcomms  ***
801      !! nemo_northcomms    :  Setup for north fold exchanges with explicit
802      !!                       point-to-point messaging
803      !!=====================================================================
804      !!----------------------------------------------------------------------
805      !!
806      !! ** Purpose :   Initialization of the northern neighbours lists.
807      !!----------------------------------------------------------------------
808      !!    1.0  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE)
809      !!    2.0  ! 2013-06 Setup avoiding MPI communication (I. Epicoco, S. Mocavero, CMCC)
810      !!----------------------------------------------------------------------
811
812      INTEGER  ::   sxM, dxM, sxT, dxT, jn
813      INTEGER  ::   njmppmax
814
815      njmppmax = MAXVAL( njmppt )
816   
817      !initializes the north-fold communication variables
818      isendto(:) = 0
819      nsndto = 0
820
821      !if I am a process in the north
822      IF ( njmpp == njmppmax ) THEN
823          !sxM is the first point (in the global domain) needed to compute the
824          !north-fold for the current process
825          sxM = jpiglo - nimppt(narea) - nlcit(narea) + 1
826          !dxM is the last point (in the global domain) needed to compute the
827          !north-fold for the current process
828          dxM = jpiglo - nimppt(narea) + 2
829
830          !loop over the other north-fold processes to find the processes
831          !managing the points belonging to the sxT-dxT range
832 
833          DO jn = 1, jpni
834                !sxT is the first point (in the global domain) of the jn
835                !process
836                sxT = nfiimpp(jn, jpnj)
837                !dxT is the last point (in the global domain) of the jn
838                !process
839                dxT = nfiimpp(jn, jpnj) + nfilcit(jn, jpnj) - 1
840                IF ((sxM .gt. sxT) .AND. (sxM .lt. dxT)) THEN
841                   nsndto = nsndto + 1
842                     isendto(nsndto) = jn
843                ELSEIF ((sxM .le. sxT) .AND. (dxM .ge. dxT)) THEN
844                   nsndto = nsndto + 1
845                     isendto(nsndto) = jn
846                ELSEIF ((dxM .lt. dxT) .AND. (sxT .lt. dxM)) THEN
847                   nsndto = nsndto + 1
848                     isendto(nsndto) = jn
849                END IF
850          END DO
851          nfsloop = 1
852          nfeloop = nlci
853          DO jn = 2,jpni-1
854           IF(nfipproc(jn,jpnj) .eq. (narea - 1)) THEN
855              IF (nfipproc(jn - 1 ,jpnj) .eq. -1) THEN
856                 nfsloop = nldi
857              ENDIF
858              IF (nfipproc(jn + 1,jpnj) .eq. -1) THEN
859                 nfeloop = nlei
860              ENDIF
861           ENDIF
862        END DO
863
864      ENDIF
865      l_north_nogather = .TRUE.
866   END SUBROUTINE nemo_northcomms
867#else
868   SUBROUTINE nemo_northcomms      ! Dummy routine
869      WRITE(*,*) 'nemo_northcomms: You should not have seen this print! error?'
870   END SUBROUTINE nemo_northcomms
871#endif
872
873   !!======================================================================
874END MODULE nemogcm
875
876
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.