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nemogcm.F90 in branches/UKMO/r5936_hadgem3_cplseq/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC – NEMO

source: branches/UKMO/r5936_hadgem3_cplseq/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/nemogcm.F90 @ 7134

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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  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE) add nemo_northcomms
31   !!             -   ! 2011-11  (C. Harris) decomposition changes for running with CICE
32   !!            3.6  ! 2012-05  (C. Calone, J. Simeon, G. Madec, C. Ethe) Add grid coarsening
33   !!             -   ! 2013-06  (I. Epicoco, S. Mocavero, CMCC) nemo_northcomms: setup avoiding MPI communication
34   !!             -   ! 2014-12  (G. Madec) remove KPP scheme and cross-land advection (cla)
35   !!----------------------------------------------------------------------
36
37   !!----------------------------------------------------------------------
38   !!   nemo_gcm       : solve ocean dynamics, tracer, biogeochemistry and/or sea-ice
39   !!   nemo_init      : initialization of the NEMO system
40   !!   nemo_ctl       : initialisation of the contol print
41   !!   nemo_closefile : close remaining open files
42   !!   nemo_alloc     : dynamical allocation
43   !!   nemo_partition : calculate MPP domain decomposition
44   !!   factorise      : calculate the factors of the no. of MPI processes
45   !!----------------------------------------------------------------------
46   USE step_oce        ! module used in the ocean time stepping module (step.F90)
47   USE domcfg          ! domain configuration               (dom_cfg routine)
48   USE mppini          ! shared/distributed memory setting (mpp_init routine)
49   USE domain          ! domain initialization             (dom_init routine)
50#if defined key_nemocice_decomp
51   USE ice_domain_size, only: nx_global, ny_global
52#endif
53   USE tideini         ! tidal components initialization   (tide_ini routine)
54   USE bdyini          ! open boundary cond. setting       (bdy_init routine)
55   USE bdydta          ! open boundary cond. setting   (bdy_dta_init routine)
56   USE bdytides        ! open boundary cond. setting   (bdytide_init routine)
57   USE istate          ! initial state setting          (istate_init routine)
58   USE ldfdyn          ! lateral viscosity setting      (ldfdyn_init routine)
59   USE ldftra          ! lateral diffusivity setting    (ldftra_init routine)
60   USE zdfini          ! vertical physics setting          (zdf_init routine)
61   USE phycst          ! physical constant                  (par_cst routine)
62   USE trdini          ! dyn/tra trends initialization     (trd_init routine)
63   USE asminc          ! assimilation increments     
64   USE asmbkg          ! writing out state trajectory
65   USE diaptr          ! poleward transports           (dia_ptr_init routine)
66   USE diadct          ! sections transports           (dia_dct_init routine)
67   USE diaobs          ! Observation diagnostics       (dia_obs_init routine)
68   USE lib_fortran     ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)
69   USE step            ! NEMO time-stepping                 (stp     routine)
70   USE icbini          ! handle bergs, initialisation
71   USE icbstp          ! handle bergs, calving, themodynamics and transport
72   USE sbccpl
73   USE cpl_oasis3      ! OASIS3 coupling
74   USE c1d             ! 1D configuration
75   USE step_c1d        ! Time stepping loop for the 1D configuration
76   USE dyndmp          ! Momentum damping
77#if defined key_top
78   USE trcini          ! passive tracer initialisation
79#endif
80   USE lib_mpp         ! distributed memory computing
81#if defined key_iomput
82   USE xios            ! xIOserver
83#endif
84   USE sbctide, ONLY   : lk_tide
85   USE crsini          ! initialise grid coarsening utility
86   USE lbcnfd , ONLY   : isendto, nsndto, nfsloop, nfeloop   ! Setup of north fold exchanges
87   USE sbc_oce, ONLY   : lk_oasis
88   USE stopar
89   USE stopts
90
91   IMPLICIT NONE
92   PRIVATE
93
94   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
95   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
96   PUBLIC   nemo_alloc  ! needed by TAM
97
98   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
99
100   !!----------------------------------------------------------------------
101   !! NEMO/OPA 3.7 , NEMO Consortium (2015)
102   !! $Id$
103   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
104   !!----------------------------------------------------------------------
105CONTAINS
106
107   SUBROUTINE nemo_gcm
108      !!----------------------------------------------------------------------
109      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
110      !!
111      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
112      !!              curvilinear mesh on the sphere.
113      !!
114      !! ** Method  : - model general initialization
115      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
116      !!              - finalize the run by closing files and communications
117      !!
118      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
119      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      INTEGER ::   istp       ! time step index
122      !!----------------------------------------------------------------------
123      !
124#if defined key_agrif
125      CALL Agrif_Init_Grids()      ! AGRIF: set the meshes
126#endif
127
128      !                            !-----------------------!
129      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
130      !                            !-----------------------!
131#if defined key_agrif
132      CALL Agrif_Declare_Var_dom   ! AGRIF: set the meshes for DOM
133      CALL Agrif_Declare_Var       !  "      "   "   "      "  DYN/TRA
134# if defined key_top
135      CALL Agrif_Declare_Var_top   !  "      "   "   "      "  TOP
136# endif
137# if defined key_lim2
138      CALL Agrif_Declare_Var_lim2  !  "      "   "   "      "  LIM
139# endif
140#endif
141      ! check that all process are still there... If some process have an error,
142      ! they will never enter in step and other processes will wait until the end of the cpu time!
143      IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
144
145      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
146
147      !                            !-----------------------!
148      !                            !==   time stepping   ==!
149      !                            !-----------------------!
150      istp = nit000
151#if defined key_c1d
152         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
153            CALL stp_c1d( istp )
154            istp = istp + 1
155         END DO
156#else
157          IF( lk_asminc ) THEN
158             IF( ln_bkgwri ) CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1 )    ! Output background fields
159             IF( ln_asmdin ) THEN                        ! Direct initialization
160                IF( ln_trainc ) CALL tra_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Tracers
161                IF( ln_dyninc ) CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1 )    ! Dynamics
162                IF( ln_sshinc ) CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1 )    ! SSH
163             ENDIF
164          ENDIF
165
166#if defined key_agrif
167          CALL Agrif_Regrid()
168#endif
169
170         DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )
171#if defined key_agrif
172            CALL stp                         ! AGRIF: time stepping
173#else
174         IF (lk_oasis) CALL sbc_cpl_snd( istp )  ! Coupling to atmos
175         CALL stp( istp ) 
176         ! We don't couple on the final timestep because
177         ! our restart file has already been written
178         ! and contains all the necessary data for a
179         ! restart. sbc_cpl_snd could be called here
180         ! but it would require
181         ! a) A test to ensure it was not performed
182         !    on the very last time-step
183         ! b) the presence of another call to
184         !    sbc_cpl_snd call prior to the main DO loop
185         ! This solution produces identical results
186         ! with fewer lines of code. 
187#endif
188            istp = istp + 1
189            IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( nstop )
190         END DO
191#endif
192
193      IF( lk_diaobs   )   CALL dia_obs_wri
194      !
195      IF( ln_icebergs )   CALL icb_end( nitend )
196
197      !                            !------------------------!
198      !                            !==  finalize the run  ==!
199      !                            !------------------------!
200      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
201      !
202      IF( nstop /= 0 .AND. lwp ) THEN   ! error print
203         WRITE(numout,cform_err)
204         WRITE(numout,*) nstop, ' error have been found'
205      ENDIF
206      !
207#if defined key_agrif
208      IF(.NOT.Agrif_Root() ) THEN
209                                CALL Agrif_ParentGrid_To_ChildGrid()
210         IF( lk_diaobs )        CALL dia_obs_wri
211         IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
212                                CALL Agrif_ChildGrid_To_ParentGrid()
213      ENDIF
214#endif
215      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_finalize
216      !
217      CALL nemo_closefile
218      !
219#if defined key_iomput
220      CALL xios_finalize                  ! end mpp communications with xios
221      IF( lk_oasis )   CALL cpl_finalize  ! end coupling and mpp communications with OASIS
222#else
223      IF( lk_oasis ) THEN
224         CALL cpl_finalize              ! end coupling and mpp communications with OASIS
225      ELSE
226         IF( lk_mpp )   CALL mppstop    ! end mpp communications
227      ENDIF
228#endif
229      !
230   END SUBROUTINE nemo_gcm
231
232
233   SUBROUTINE nemo_init
234      !!----------------------------------------------------------------------
235      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
236      !!
237      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
238      !!----------------------------------------------------------------------
239      INTEGER ::   ji            ! dummy loop indices
240      INTEGER ::   ilocal_comm   ! local integer
241      INTEGER ::   ios
242      CHARACTER(len=80), DIMENSION(16) ::   cltxt
243      !
244      NAMELIST/namctl/ ln_ctl  , nn_print, nn_ictls, nn_ictle,   &
245         &             nn_isplt, nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,   &
246         &             nn_bench, nn_timing
247      NAMELIST/namcfg/ cp_cfg, cp_cfz, jp_cfg, jpidta, jpjdta, jpkdta, jpiglo, jpjglo, &
248         &             jpizoom, jpjzoom, jperio, ln_use_jattr
249      !!----------------------------------------------------------------------
250      !
251      cltxt = ''
252      cxios_context = 'nemo'
253      !
254      !                             ! Open reference namelist and configuration namelist files
255      CALL ctl_opn( numnam_ref, 'namelist_ref', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
256      CALL ctl_opn( numnam_cfg, 'namelist_cfg', 'OLD', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE. )
257      !
258      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namctl in reference namelist : Control prints & Benchmark
259      READ  ( numnam_ref, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 901 )
260901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in reference namelist', .TRUE. )
261
262      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namctl in confguration namelist : Control prints & Benchmark
263      READ  ( numnam_cfg, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
264902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in configuration namelist', .TRUE. )
265
266      !
267      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namcfg in reference namelist : Control prints & Benchmark
268      READ  ( numnam_ref, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 903 )
269903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in reference namelist', .TRUE. )
270
271      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namcfg in confguration namelist : Control prints & Benchmark
272      READ  ( numnam_cfg, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
273904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in configuration namelist', .TRUE. )   
274
275! Force values for AGRIF zoom (cf. agrif_user.F90)
276#if defined key_agrif
277   IF( .NOT. Agrif_Root() ) THEN
278      jpiglo  = nbcellsx + 2 + 2*nbghostcells
279      jpjglo  = nbcellsy + 2 + 2*nbghostcells
280      jpi     = ( jpiglo-2*jpreci + (jpni-1+0) ) / jpni + 2*jpreci
281      jpj     = ( jpjglo-2*jprecj + (jpnj-1+0) ) / jpnj + 2*jprecj
282      jpidta  = jpiglo
283      jpjdta  = jpjglo
284      jpizoom = 1
285      jpjzoom = 1
286      nperio  = 0
287      jperio  = 0
288      ln_use_jattr = .false.
289   ENDIF
290#endif
291      !
292      !                             !--------------------------------------------!
293      !                             !  set communicator & select the local node  !
294      !                             !  NB: mynode also opens output.namelist.dyn !
295      !                             !      on unit number numond on first proc   !
296      !                             !--------------------------------------------!
297#if defined key_iomput
298      IF( Agrif_Root() ) THEN
299         IF( lk_oasis ) THEN
300            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )                     ! nemo local communicator given by oasis
301            CALL xios_initialize( "not used",local_comm=ilocal_comm )    ! send nemo communicator to xios
302         ELSE
303            CALL  xios_initialize( "for_xios_mpi_id",return_comm=ilocal_comm )    ! nemo local communicator given by xios
304         ENDIF
305      ENDIF
306      ! Nodes selection (control print return in cltxt)
307      narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop, ilocal_comm )
308#else
309      IF( lk_oasis ) THEN
310         IF( Agrif_Root() ) THEN
311            CALL cpl_init( "oceanx", ilocal_comm )                      ! nemo local communicator given by oasis
312         ENDIF
313         ! Nodes selection (control print return in cltxt)
314         narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop, ilocal_comm )
315      ELSE
316         ilocal_comm = 0
317         ! Nodes selection (control print return in cltxt)
318         narea = mynode( cltxt, 'output.namelist.dyn', numnam_ref, numnam_cfg, numond , nstop )
319      ENDIF
320#endif
321      narea = narea + 1                                     ! mynode return the rank of proc (0 --> jpnij -1 )
322
323      lwm = (narea == 1)                                    ! control of output namelists
324      lwp = (narea == 1) .OR. ln_ctl                        ! control of all listing output print
325
326      IF(lwm) THEN
327         ! write merged namelists from earlier to output namelist now that the
328         ! file has been opened in call to mynode. nammpp has already been
329         ! written in mynode (if lk_mpp_mpi)
330         WRITE( numond, namctl )
331         WRITE( numond, namcfg )
332      ENDIF
333
334      ! If dimensions of processor grid weren't specified in the namelist file
335      ! then we calculate them here now that we have our communicator size
336      IF( jpni < 1 .OR. jpnj < 1 ) THEN
337#if   defined key_mpp_mpi
338         IF( Agrif_Root() )   CALL nemo_partition( mppsize )
339#else
340         jpni  = 1
341         jpnj  = 1
342         jpnij = jpni*jpnj
343#endif
344      ENDIF
345
346      ! Calculate domain dimensions given calculated jpni and jpnj
347      ! This used to be done in par_oce.F90 when they were parameters rather than variables
348      IF( Agrif_Root() ) THEN
349#if defined key_nemocice_decomp
350         jpi = ( nx_global+2-2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci    ! first  dim.
351         jpj = ( ny_global+2-2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj    ! second dim.
352#else
353         jpi = ( jpiglo     -2*jpreci + (jpni-1) ) / jpni + 2*jpreci    ! first  dim.
354         jpj = ( jpjglo     -2*jprecj + (jpnj-1) ) / jpnj + 2*jprecj    ! second dim.
355#endif
356      ENDIF         
357         jpk = jpkdta                                             ! third dim
358#if defined key_agrif
359         ! simple trick to use same vertical grid as parent but different number of levels:
360         ! Save maximum number of levels in jpkdta, then define all vertical grids with this number.
361         ! Suppress once vertical online interpolation is ok
362         IF(.NOT.Agrif_Root())   jpkdta = Agrif_Parent( jpkdta )
363#endif
364         jpim1 = jpi-1                                            ! inner domain indices
365         jpjm1 = jpj-1                                            !   "           "
366         jpkm1 = jpk-1                                            !   "           "
367         jpij  = jpi*jpj                                          !  jpi x j
368
369      IF(lwp) THEN                            ! open listing units
370         !
371         CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
372         !
373         WRITE(numout,*)
374         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - INGV - CMCC'
375         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
376         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
377         WRITE(numout,*) '                  version 3.7  (2015) '
378         WRITE(numout,*)
379         WRITE(numout,*)
380         DO ji = 1, SIZE(cltxt)
381            IF( TRIM(cltxt(ji)) /= '' )   WRITE(numout,*) cltxt(ji)      ! control print of mynode
382         END DO
383         WRITE(numout,cform_aaa)                                         ! Flag AAAAAAA
384         !
385      ENDIF
386
387      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set we can
388      ! allocate arrays
389      CALL nemo_alloc()
390
391      !                             !-------------------------------!
392      !                             !  NEMO general initialization  !
393      !                             !-------------------------------!
394
395      CALL nemo_ctl                          ! Control prints & Benchmark
396
397      !                                      ! Domain decomposition
398      IF( jpni*jpnj == jpnij ) THEN   ;   CALL mpp_init      ! standard cutting out
399      ELSE                            ;   CALL mpp_init2     ! eliminate land processors
400      ENDIF
401      !
402      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_init
403      !
404      !                                      ! General initialization
405                            CALL     phy_cst    ! Physical constants
406                            CALL     eos_init   ! Equation of state
407      IF( lk_c1d        )   CALL     c1d_init   ! 1D column configuration
408                            CALL     dom_cfg    ! Domain configuration
409                            CALL     dom_init   ! Domain
410      IF( ln_crs        )   CALL     crs_init   ! coarsened grid: domain initialization
411      IF( ln_nnogather )    CALL nemo_northcomms! northfold neighbour lists (must be done after the masks are defined)
412      IF( ln_ctl        )   CALL prt_ctl_init   ! Print control
413                            CALL  istate_init   ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
414
415      !                                      ! external forcing
416!!gm to be added : creation and call of sbc_apr_init
417      IF( lk_tide       )   CALL    tide_init( nit000 )    ! tidal harmonics
418                            CALL     sbc_init   ! surface boundary conditions (including sea-ice)
419!!gm ==>> bdy_init should call bdy_dta_init and bdytide_init  NOT in nemogcm !!!
420      IF( lk_bdy        )   CALL     bdy_init   ! Open boundaries initialisation
421      IF( lk_bdy        )   CALL bdy_dta_init   ! Open boundaries initialisation of external data arrays
422      IF( lk_bdy .AND. lk_tide )   &
423         &                  CALL bdytide_init   ! Open boundaries initialisation of tidal harmonic forcing
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_zdftmx     )   CALL zdf_tmx_init      ! tidal vertical mixing
433      IF( lk_zdfddm     )   CALL zdf_ddm_init      ! double diffusive mixing
434         
435      !                                         ! Lateral physics
436                            CALL ldf_tra_init      ! Lateral ocean tracer physics
437                            CALL ldf_eiv_init      ! eddy induced velocity param.
438                            CALL ldf_dyn_init      ! Lateral ocean momentum physics
439
440      !                                         ! Active tracers
441                            CALL tra_qsr_init      ! penetrative solar radiation qsr
442                            CALL tra_bbc_init      ! bottom heat flux
443      IF( lk_trabbl     )   CALL tra_bbl_init      ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
444                            CALL tra_dmp_init      ! internal tracer damping
445                            CALL tra_adv_init      ! horizontal & vertical advection
446                            CALL tra_ldf_init      ! lateral mixing
447                            CALL tra_zdf_init      ! vertical mixing and after tracer fields
448
449      !                                         ! Dynamics
450      IF( lk_c1d        )   CALL dyn_dmp_init      ! internal momentum damping
451                            CALL dyn_adv_init      ! advection (vector or flux form)
452                            CALL dyn_vor_init      ! vorticity term including Coriolis
453                            CALL dyn_ldf_init      ! lateral mixing
454                            CALL dyn_hpg_init      ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
455                            CALL dyn_zdf_init      ! vertical diffusion
456                            CALL dyn_spg_init      ! surface pressure gradient
457
458#if defined key_top
459      !                                      ! Passive tracers
460                            CALL     trc_init
461#endif
462      IF( l_ldfslp      )   CALL ldf_slp_init   ! slope of lateral mixing
463
464      !                                      ! Icebergs
465                            CALL icb_init( rdt, nit000)   ! initialise icebergs instance
466
467      !                                      ! Misc. options
468                            CALL sto_par_init   ! Stochastic parametrization
469      IF( ln_sto_eos     )  CALL sto_pts_init   ! RRandom T/S fluctuations
470     
471      !                                      ! Diagnostics
472      IF( lk_floats     )   CALL     flo_init   ! drifting Floats
473      IF( lk_diaar5     )   CALL dia_ar5_init   ! ar5 diag
474                            CALL dia_ptr_init   ! Poleward TRansports initialization
475      IF( lk_diadct     )   CALL dia_dct_init   ! Sections tranports
476                            CALL dia_hsb_init   ! heat content, salt content and volume budgets
477                            CALL     trd_init   ! Mixed-layer/Vorticity/Integral constraints trends
478      IF( lk_diaobs     ) THEN                  ! Observation & model comparison
479                            CALL dia_obs_init            ! Initialize observational data
480                            CALL dia_obs( nit000 - 1 )   ! Observation operator for restart
481      ENDIF
482      !                                      ! Assimilation increments
483      IF( lk_asminc     )   CALL asm_inc_init   ! Initialize assimilation increments
484      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Euler time step switch is ', neuler
485      !
486   END SUBROUTINE nemo_init
487
488
489   SUBROUTINE nemo_ctl
490      !!----------------------------------------------------------------------
491      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
492      !!
493      !! ** Purpose :   control print setting
494      !!
495      !! ** Method  : - print namctl information and check some consistencies
496      !!----------------------------------------------------------------------
497      !
498      IF(lwp) THEN                  ! control print
499         WRITE(numout,*)
500         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints & Benchmark'
501         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
502         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
503         WRITE(numout,*) '      run control (for debugging)     ln_ctl     = ', ln_ctl
504         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
505         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
506         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
507         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
508         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
509         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
510         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
511         WRITE(numout,*) '      benchmark parameter (0/1)       nn_bench   = ', nn_bench
512         WRITE(numout,*) '      timing activated    (0/1)       nn_timing  = ', nn_timing
513      ENDIF
514      !
515      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
516      nictls    = nn_ictls
517      nictle    = nn_ictle
518      njctls    = nn_jctls
519      njctle    = nn_jctle
520      isplt     = nn_isplt
521      jsplt     = nn_jsplt
522      nbench    = nn_bench
523
524      IF(lwp) THEN                  ! control print
525         WRITE(numout,*)
526         WRITE(numout,*) 'namcfg  : configuration initialization through namelist read'
527         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
528         WRITE(numout,*) '   Namelist namcfg'
529         WRITE(numout,*) '      configuration name                               cp_cfg  = ', TRIM(cp_cfg)
530         WRITE(numout,*) '      configuration zoom name                          cp_cfz  = ', TRIM(cp_cfz)
531         WRITE(numout,*) '      configuration resolution                         jp_cfg  = ', jp_cfg
532         WRITE(numout,*) '      1st lateral dimension ( >= jpiglo )              jpidta  = ', jpidta
533         WRITE(numout,*) '      2nd    "         "    ( >= jpjglo )              jpjdta  = ', jpjdta
534         WRITE(numout,*) '      3nd    "         "                               jpkdta  = ', jpkdta
535         WRITE(numout,*) '      1st dimension of global domain in i              jpiglo  = ', jpiglo
536         WRITE(numout,*) '      2nd    -                  -    in j              jpjglo  = ', jpjglo
537         WRITE(numout,*) '      left bottom i index of the zoom (in data domain) jpizoom = ', jpizoom
538         WRITE(numout,*) '      left bottom j index of the zoom (in data domain) jpizoom = ', jpjzoom
539         WRITE(numout,*) '      lateral cond. type (between 0 and 6)             jperio  = ', jperio   
540         WRITE(numout,*) '      use file attribute if exists as i/p j-start ln_use_jattr = ', ln_use_jattr
541      ENDIF
542      !                             ! Parameter control
543      !
544      IF( ln_ctl ) THEN                 ! sub-domain area indices for the control prints
545         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
546            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
547         ELSE
548            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
549               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
550                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
551            ENDIF
552            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
553         ENDIF
554         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
555         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
556         !
557         !                              ! indices used for the SUM control
558         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
559            lsp_area = .FALSE.
560         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
561            lsp_area = .TRUE.
562            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
563               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
564               nictls = 1
565            ENDIF
566            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
567               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
568               nictle = jpiglo
569            ENDIF
570            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
571               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
572               njctls = 1
573            ENDIF
574            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
575               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
576               njctle = jpjglo
577            ENDIF
578         ENDIF
579      ENDIF
580      !
581      IF( nbench == 1 ) THEN              ! Benchmark
582         SELECT CASE ( cp_cfg )
583         CASE ( 'gyre' )   ;   CALL ctl_warn( ' The Benchmark is activated ' )
584         CASE DEFAULT      ;   CALL ctl_stop( ' The Benchmark is based on the GYRE configuration:',   &
585            &                                 ' cp_cfg = "gyre" in namelist &namcfg or set nbench = 0' )
586         END SELECT
587      ENDIF
588      !
589      IF( 1_wp /= SIGN(1._wp,-0._wp)  )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The intrinsec SIGN function follows ',  &
590         &                                               'f2003 standard. '                              ,  &
591         &                                               'Compile with key_nosignedzero enabled' )
592      !
593   END SUBROUTINE nemo_ctl
594
595
596   SUBROUTINE nemo_closefile
597      !!----------------------------------------------------------------------
598      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
599      !!
600      !! ** Purpose :   Close the files
601      !!----------------------------------------------------------------------
602      !
603      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
604      !
605      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
606      !
607      IF( numstp          /= -1 )   CLOSE( numstp          )   ! time-step file
608      IF( numsol          /= -1 )   CLOSE( numsol          )   ! solver file
609      IF( numnam_ref      /= -1 )   CLOSE( numnam_ref      )   ! oce reference namelist
610      IF( numnam_cfg      /= -1 )   CLOSE( numnam_cfg      )   ! oce configuration namelist
611      IF( lwm.AND.numond  /= -1 )   CLOSE( numond          )   ! oce output namelist
612      IF( numnam_ice_ref  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice_ref  )   ! ice reference namelist
613      IF( numnam_ice_cfg  /= -1 )   CLOSE( numnam_ice_cfg  )   ! ice configuration namelist
614      IF( lwm.AND.numoni  /= -1 )   CLOSE( numoni          )   ! ice output namelist
615      IF( numevo_ice      /= -1 )   CLOSE( numevo_ice      )   ! ice variables (temp. evolution)
616      IF( numout          /=  6 )   CLOSE( numout          )   ! standard model output file
617      IF( numdct_vol      /= -1 )   CLOSE( numdct_vol      )   ! volume transports
618      IF( numdct_heat     /= -1 )   CLOSE( numdct_heat     )   ! heat transports
619      IF( numdct_salt     /= -1 )   CLOSE( numdct_salt     )   ! salt transports
620      !
621      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
622      !
623   END SUBROUTINE nemo_closefile
624
625
626   SUBROUTINE nemo_alloc
627      !!----------------------------------------------------------------------
628      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
629      !!
630      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
631      !!
632      !! ** Method  :
633      !!----------------------------------------------------------------------
634      USE diawri    , ONLY: dia_wri_alloc
635      USE dom_oce   , ONLY: dom_oce_alloc
636      USE trc_oce   , ONLY: trc_oce_alloc
637#if defined key_diadct 
638      USE diadct    , ONLY: diadct_alloc 
639#endif 
640#if defined key_bdy
641      USE bdy_oce   , ONLY: bdy_oce_alloc
642#endif
643      !
644      INTEGER :: ierr
645      !!----------------------------------------------------------------------
646      !
647      ierr =        oce_alloc       ()          ! ocean
648      ierr = ierr + dia_wri_alloc   ()
649      ierr = ierr + dom_oce_alloc   ()          ! ocean domain
650      ierr = ierr + zdf_oce_alloc   ()          ! ocean vertical physics
651      !
652      ierr = ierr + trc_oce_alloc   ()          ! shared TRC / TRA arrays
653      !
654#if defined key_diadct 
655      ierr = ierr + diadct_alloc    ()          !
656#endif 
657#if defined key_bdy
658      ierr = ierr + bdy_oce_alloc   ()          ! bdy masks (incl. initialization)
659#endif
660      !
661      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
662      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc : unable to allocate standard ocean arrays' )
663      !
664   END SUBROUTINE nemo_alloc
665
666
667   SUBROUTINE nemo_partition( num_pes )
668      !!----------------------------------------------------------------------
669      !!                 ***  ROUTINE nemo_partition  ***
670      !!
671      !! ** Purpose :
672      !!
673      !! ** Method  :
674      !!----------------------------------------------------------------------
675      INTEGER, INTENT(in) ::   num_pes   ! The number of MPI processes we have
676      !
677      INTEGER, PARAMETER :: nfactmax = 20
678      INTEGER :: nfact ! The no. of factors returned
679      INTEGER :: ierr  ! Error flag
680      INTEGER :: ji
681      INTEGER :: idiff, mindiff, imin ! For choosing pair of factors that are closest in value
682      INTEGER, DIMENSION(nfactmax) :: ifact ! Array of factors
683      !!----------------------------------------------------------------------
684      !
685      ierr = 0
686      !
687      CALL factorise( ifact, nfactmax, nfact, num_pes, ierr )
688      !
689      IF( nfact <= 1 ) THEN
690         WRITE (numout, *) 'WARNING: factorisation of number of PEs failed'
691         WRITE (numout, *) '       : using grid of ',num_pes,' x 1'
692         jpnj = 1
693         jpni = num_pes
694      ELSE
695         ! Search through factors for the pair that are closest in value
696         mindiff = 1000000
697         imin    = 1
698         DO ji = 1, nfact-1, 2
699            idiff = ABS( ifact(ji) - ifact(ji+1) )
700            IF( idiff < mindiff ) THEN
701               mindiff = idiff
702               imin = ji
703            ENDIF
704         END DO
705         jpnj = ifact(imin)
706         jpni = ifact(imin + 1)
707      ENDIF
708      !
709      jpnij = jpni*jpnj
710      !
711   END SUBROUTINE nemo_partition
712
713
714   SUBROUTINE factorise( kfax, kmaxfax, knfax, kn, kerr )
715      !!----------------------------------------------------------------------
716      !!                     ***  ROUTINE factorise  ***
717      !!
718      !! ** Purpose :   return the prime factors of n.
719      !!                knfax factors are returned in array kfax which is of
720      !!                maximum dimension kmaxfax.
721      !! ** Method  :
722      !!----------------------------------------------------------------------
723      INTEGER                    , INTENT(in   ) ::   kn, kmaxfax
724      INTEGER                    , INTENT(  out) ::   kerr, knfax
725      INTEGER, DIMENSION(kmaxfax), INTENT(  out) ::   kfax
726      !
727      INTEGER :: ifac, jl, inu
728      INTEGER, PARAMETER :: ntest = 14
729      INTEGER, DIMENSION(ntest) ::   ilfax
730      !!----------------------------------------------------------------------
731      !
732      ! lfax contains the set of allowed factors.
733      ilfax(:) = (/(2**jl,jl=ntest,1,-1)/)
734      !
735      ! Clear the error flag and initialise output vars
736      kerr  = 0
737      kfax  = 1
738      knfax = 0
739      !
740      ! Find the factors of n.
741      IF( kn == 1 )   GOTO 20
742
743      ! nu holds the unfactorised part of the number.
744      ! knfax holds the number of factors found.
745      ! l points to the allowed factor list.
746      ! ifac holds the current factor.
747      !
748      inu   = kn
749      knfax = 0
750      !
751      DO jl = ntest, 1, -1
752         !
753         ifac = ilfax(jl)
754         IF( ifac > inu )   CYCLE
755
756         ! Test whether the factor will divide.
757
758         IF( MOD(inu,ifac) == 0 ) THEN
759            !
760            knfax = knfax + 1            ! Add the factor to the list
761            IF( knfax > kmaxfax ) THEN
762               kerr = 6
763               write (*,*) 'FACTOR: insufficient space in factor array ', knfax
764               return
765            ENDIF
766            kfax(knfax) = ifac
767            ! Store the other factor that goes with this one
768            knfax = knfax + 1
769            kfax(knfax) = inu / ifac
770            !WRITE (*,*) 'ARPDBG, factors ',knfax-1,' & ',knfax,' are ', kfax(knfax-1),' and ',kfax(knfax)
771         ENDIF
772         !
773      END DO
774      !
775   20 CONTINUE      ! Label 20 is the exit point from the factor search loop.
776      !
777   END SUBROUTINE factorise
778
779#if defined key_mpp_mpi
780
781   SUBROUTINE nemo_northcomms
782      !!----------------------------------------------------------------------
783      !!                     ***  ROUTINE  nemo_northcomms  ***
784      !! ** Purpose :   Setup for north fold exchanges with explicit
785      !!                point-to-point messaging
786      !!
787      !! ** Method :   Initialization of the northern neighbours lists.
788      !!----------------------------------------------------------------------
789      !!    1.0  ! 2011-10  (A. C. Coward, NOCS & J. Donners, PRACE)
790      !!    2.0  ! 2013-06 Setup avoiding MPI communication (I. Epicoco, S. Mocavero, CMCC)
791      !!----------------------------------------------------------------------
792      INTEGER  ::   sxM, dxM, sxT, dxT, jn
793      INTEGER  ::   njmppmax
794      !!----------------------------------------------------------------------
795      !
796      njmppmax = MAXVAL( njmppt )
797      !
798      !initializes the north-fold communication variables
799      isendto(:) = 0
800      nsndto     = 0
801      !
802      !if I am a process in the north
803      IF ( njmpp == njmppmax ) THEN
804          !sxM is the first point (in the global domain) needed to compute the
805          !north-fold for the current process
806          sxM = jpiglo - nimppt(narea) - nlcit(narea) + 1
807          !dxM is the last point (in the global domain) needed to compute the
808          !north-fold for the current process
809          dxM = jpiglo - nimppt(narea) + 2
810
811          !loop over the other north-fold processes to find the processes
812          !managing the points belonging to the sxT-dxT range
813 
814          DO jn = 1, jpni
815                !sxT is the first point (in the global domain) of the jn
816                !process
817                sxT = nfiimpp(jn, jpnj)
818                !dxT is the last point (in the global domain) of the jn
819                !process
820                dxT = nfiimpp(jn, jpnj) + nfilcit(jn, jpnj) - 1
821                IF ((sxM .gt. sxT) .AND. (sxM .lt. dxT)) THEN
822                   nsndto = nsndto + 1
823                     isendto(nsndto) = jn
824                ELSEIF ((sxM .le. sxT) .AND. (dxM .ge. dxT)) THEN
825                   nsndto = nsndto + 1
826                     isendto(nsndto) = jn
827                ELSEIF ((dxM .lt. dxT) .AND. (sxT .lt. dxM)) THEN
828                   nsndto = nsndto + 1
829                     isendto(nsndto) = jn
830                END IF
831          END DO
832          nfsloop = 1
833          nfeloop = nlci
834          DO jn = 2,jpni-1
835           IF(nfipproc(jn,jpnj) .eq. (narea - 1)) THEN
836              IF (nfipproc(jn - 1 ,jpnj) .eq. -1) THEN
837                 nfsloop = nldi
838              ENDIF
839              IF (nfipproc(jn + 1,jpnj) .eq. -1) THEN
840                 nfeloop = nlei
841              ENDIF
842           ENDIF
843        END DO
844
845      ENDIF
846      l_north_nogather = .TRUE.
847   END SUBROUTINE nemo_northcomms
848
849#else
850   SUBROUTINE nemo_northcomms      ! Dummy routine
851      WRITE(*,*) 'nemo_northcomms: You should not have seen this print! error?'
852   END SUBROUTINE nemo_northcomms
853#endif
854
855   !!======================================================================
856END MODULE nemogcm
857
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.