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icerst.F90 in NEMO/branches/2020/SI3_martin_ponds/src/ICE – NEMO

source: NEMO/branches/2020/SI3_martin_ponds/src/ICE/icerst.F90 @ 13985

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Line 
1MODULE icerst
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  icerst  ***
4   !!   sea-ice :  write/read the ice restart file
5   !!======================================================================
6   !! History:   4.0  !  2018     (many people)      SI3 [aka Sea Ice cube]
7   !!----------------------------------------------------------------------
8#if defined key_si3
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   'key_si3'                                       SI3 sea-ice model
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   ice_rst_opn   : open  restart file
13   !!   ice_rst_write : write restart file
14   !!   ice_rst_read  : read  restart file
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE ice            ! sea-ice: variables
17   USE dom_oce        ! ocean domain
18   USE phycst  , ONLY : rt0
19   USE sbc_oce , ONLY : nn_fsbc, ln_cpl
20   USE sbc_oce , ONLY : nn_components, jp_iam_sas   ! SAS ss[st]_m init
21   USE sbc_oce , ONLY : sst_m, sss_m                ! SAS ss[st]_m init
22   USE oce     , ONLY : ts                          ! SAS ss[st]_m init
23   USE eosbn2  , ONLY : l_useCT, eos_pt_from_ct     ! SAS ss[st]_m init
24   USE iceistate      ! sea-ice: initial state
25   USE icectl         ! sea-ice: control
26   !
27   USE in_out_manager ! I/O manager
28   USE iom            ! I/O manager library
29   USE lib_mpp        ! MPP library
30   USE lib_fortran    ! fortran utilities (glob_sum + no signed zero)
31
32   IMPLICIT NONE
33   PRIVATE
34
35   PUBLIC   ice_rst_opn     ! called by icestp
36   PUBLIC   ice_rst_write   ! called by icestp
37   PUBLIC   ice_rst_read    ! called by ice_init
38
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
41   !! $Id$
42   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
43   !!----------------------------------------------------------------------
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE ice_rst_opn( kt )
47      !!----------------------------------------------------------------------
48      !!                    ***  ice_rst_opn  ***
49      !!
50      !! ** purpose  :   open restart file
51      !!----------------------------------------------------------------------
52      INTEGER, INTENT(in) ::   kt       ! number of iteration
53      !
54      CHARACTER(len=20)   ::   clkt     ! ocean time-step define as a character
55      CHARACTER(len=50)   ::   clname   ! ice output restart file name
56      CHARACTER(len=256)  ::   clpath   ! full path to ice output restart file
57      CHARACTER(LEN=52)   ::   clpname   ! ocean output restart file name including prefix for AGRIF
58      !!----------------------------------------------------------------------
59      !
60      IF( kt == nit000 )   lrst_ice = .FALSE.   ! default definition
61
62      IF( ln_rst_list .OR. nn_stock /= -1 ) THEN
63      ! in order to get better performances with NetCDF format, we open and define the ice restart file
64      ! one ice time step before writing the data (-> at nitrst - 2*nn_fsbc + 1), except if we write ice
65      ! restart files every ice time step or if an ice restart file was writen at nitend - 2*nn_fsbc + 1
66      IF( kt == nitrst - 2*nn_fsbc + 1 .OR. nn_stock == nn_fsbc    &
67         &                             .OR. ( kt == nitend - nn_fsbc + 1 .AND. .NOT. lrst_ice ) ) THEN
68         IF( nitrst <= nitend .AND. nitrst > 0 ) THEN
69            ! beware of the format used to write kt (default is i8.8, that should be large enough...)
70            IF( nitrst > 99999999 ) THEN   ;   WRITE(clkt, *       ) nitrst
71            ELSE                           ;   WRITE(clkt, '(i8.8)') nitrst
72            ENDIF
73            ! create the file
74            clname = TRIM(cexper)//"_"//TRIM(ADJUSTL(clkt))//"_"//TRIM(cn_icerst_out)
75            clpath = TRIM(cn_icerst_outdir) 
76            IF( clpath(LEN_TRIM(clpath):) /= '/' ) clpath = TRIM(clpath)//'/'
77            IF(lwp) THEN
78               WRITE(numout,*)
79               WRITE(numout,*) '             open ice restart NetCDF file: ',TRIM(clpath)//clname
80               IF( kt == nitrst - 2*nn_fsbc + 1 ) THEN
81                  WRITE(numout,*) '             kt = nitrst - 2*nn_fsbc + 1 = ', kt,' date= ', ndastp
82               ELSE
83                  WRITE(numout,*) '             kt = '                         , kt,' date= ', ndastp
84               ENDIF
85            ENDIF
86            !
87            IF(.NOT.lwxios) THEN
88               CALL iom_open( TRIM(clpath)//TRIM(clname), numriw, ldwrt = .TRUE., kdlev = jpl, cdcomp = 'ICE' )
89            ELSE
90#if defined key_iomput
91               cw_icerst_cxt = "rstwi_"//TRIM(ADJUSTL(clkt))
92               IF( TRIM(Agrif_CFixed()) == '0' ) THEN
93                  clpname = clname
94               ELSE
95                  clpname = TRIM(Agrif_CFixed())//"_"//clname
96               ENDIF
97               numriw = iom_xios_setid(TRIM(clpath)//TRIM(clpname))
98               CALL iom_init( cw_icerst_cxt, kdid = numriw, ld_closedef = .FALSE. )
99               CALL iom_swap( cxios_context )
100#else
101               clinfo = 'Can not use XIOS in rst_opn'
102               CALL ctl_stop(TRIM(clinfo))
103#endif
104            ENDIF
105            lrst_ice = .TRUE.
106         ENDIF
107      ENDIF
108      ENDIF
109      !
110      IF( ln_icectl )   CALL ice_prt( kt, iiceprt, jiceprt, 1, ' - Beginning the time step - ' )   ! control print
111      !
112   END SUBROUTINE ice_rst_opn
113
114
115   SUBROUTINE ice_rst_write( kt )
116      !!----------------------------------------------------------------------
117      !!                    ***  ice_rst_write  ***
118      !!
119      !! ** purpose  :   write restart file
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      INTEGER, INTENT(in) ::   kt     ! number of iteration
122      !!
123      INTEGER ::   jk    ! dummy loop indices
124      INTEGER ::   iter
125      CHARACTER(len=25) ::   znam
126      CHARACTER(len=2)  ::   zchar, zchar1
127      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpl) ::   z3d   ! 3D workspace
128      !!----------------------------------------------------------------------
129
130      iter = kt + nn_fsbc - 1   ! ice restarts are written at kt == nitrst - nn_fsbc + 1
131
132      IF( iter == nitrst ) THEN
133         IF(lwp) WRITE(numout,*)
134         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'ice_rst_write : write ice restart file  kt =', kt
135         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~'         
136      ENDIF
137     
138      ! Write in numriw (if iter == nitrst)
139      ! ------------------
140      !                                                                        ! calendar control
141      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'nn_fsbc', REAL( nn_fsbc, wp ) )      ! time-step
142      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'kt_ice' , REAL( iter   , wp ) )      ! date
143     
144      IF(.NOT.lwxios) CALL iom_delay_rst( 'WRITE', 'ICE', numriw )   ! save only ice delayed global communication variables
145
146      ! Prognostic variables
147      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'v_i'  , v_i   )
148      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'v_s'  , v_s   )
149      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'sv_i' , sv_i  )
150      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'a_i'  , a_i   )
151      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 't_su' , t_su  )
152      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'u_ice', u_ice )
153      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'v_ice', v_ice )
154      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'oa_i' , oa_i  )
155      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'a_ip' , a_ip  )
156      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'v_ip' , v_ip  )
157      CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'v_il' , v_il  )
158      ! Snow enthalpy
159      DO jk = 1, nlay_s 
160         WRITE(zchar1,'(I2.2)') jk
161         znam = 'e_s'//'_l'//zchar1
162         z3d(:,:,:) = e_s(:,:,jk,:)
163         CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, znam , z3d )
164      END DO
165      ! Ice enthalpy
166      DO jk = 1, nlay_i 
167         WRITE(zchar1,'(I2.2)') jk
168         znam = 'e_i'//'_l'//zchar1
169         z3d(:,:,:) = e_i(:,:,jk,:)
170         CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, znam , z3d )
171      END DO
172      ! fields needed for Met Office (Jules) coupling
173      IF( ln_cpl ) THEN
174         CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 'cnd_ice', cnd_ice )
175         CALL iom_rstput( iter, nitrst, numriw, 't1_ice' , t1_ice )
176      ENDIF
177      !
178
179      ! close restart file
180      ! ------------------
181      IF( iter == nitrst ) THEN
182         IF(.NOT.lwxios) THEN
183            CALL iom_close( numriw )
184         ELSE
185            CALL iom_context_finalize(      cw_icerst_cxt          )
186            iom_file(numriw)%nfid       = 0
187            numriw = 0
188         ENDIF
189         lrst_ice = .FALSE.
190      ENDIF
191      !
192   END SUBROUTINE ice_rst_write
193
194
195   SUBROUTINE ice_rst_read( Kbb, Kmm, Kaa )
196      !!----------------------------------------------------------------------
197      !!                    ***  ice_rst_read  ***
198      !!
199      !! ** purpose  :   read restart file
200      !!----------------------------------------------------------------------
201      INTEGER, INTENT(in) :: Kbb, Kmm, Kaa ! ocean time level indices
202      INTEGER           ::   jk
203      LOGICAL           ::   llok
204      INTEGER           ::   id0, id1, id2, id3, id4, id5   ! local integer
205      CHARACTER(len=25) ::   znam
206      CHARACTER(len=2)  ::   zchar, zchar1
207      REAL(wp)          ::   zfice, ziter
208      CHARACTER(lc)     ::   clpname
209      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpl) ::   z3d   ! 3D workspace
210      !!----------------------------------------------------------------------
211
212      IF(lwp) THEN
213         WRITE(numout,*)
214         WRITE(numout,*) 'ice_rst_read: read ice NetCDF restart file'
215         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
216      ENDIF
217
218      lxios_sini = .FALSE.
219      CALL iom_open ( TRIM(cn_icerst_indir)//'/'//cn_icerst_in, numrir )
220
221      IF( lrxios) THEN
222          cr_icerst_cxt = 'si3_rst'
223          IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Enable restart reading by XIOS for SI3'
224!         IF( TRIM(Agrif_CFixed()) == '0' ) THEN
225!            clpname = cn_icerst_in
226!         ELSE
227!            clpname = TRIM(Agrif_CFixed())//"_"//cn_icerst_in   
228!         ENDIF
229          CALL iom_init( cr_icerst_cxt, kdid = numrir, ld_closedef = .TRUE. )
230      ENDIF
231
232      ! test if v_i exists
233      id0 = iom_varid( numrir, 'v_i' , ldstop = .FALSE. )
234
235      !                    ! ------------------------------ !
236      IF( id0 > 0 ) THEN   ! == case of a normal restart == !
237         !                 ! ------------------------------ !
238         ! Time info
239         CALL iom_get( numrir, 'nn_fsbc', zfice )
240         CALL iom_get( numrir, 'kt_ice' , ziter )   
241         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   read ice restart file at time step    : ', ziter
242         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   in any case we force it to nit000 - 1 : ', nit000 - 1
243
244         ! Control of date
245         IF( ( nit000 - NINT(ziter) ) /= 1 .AND. ABS( nrstdt ) == 1 )   &
246            &     CALL ctl_stop( 'ice_rst_read ===>>>> : problem with nit000 in ice restart',  &
247            &                   '   verify the file or rerun with the value 0 for the',        &
248            &                   '   control of time parameter  nrstdt' )
249         IF( NINT(zfice) /= nn_fsbc          .AND. ABS( nrstdt ) == 1 )   &
250            &     CALL ctl_stop( 'ice_rst_read ===>>>> : problem with nn_fsbc in ice restart',  &
251            &                   '   verify the file or rerun with the value 0 for the',         &
252            &                   '   control of time parameter  nrstdt' )
253
254         ! --- mandatory fields --- !
255         CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'v_i'  , v_i   )
256         CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'v_s'  , v_s   )
257         CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'sv_i' , sv_i  )
258         CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'a_i'  , a_i   )
259         CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 't_su' , t_su  )
260         CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'u_ice', u_ice, cd_type = 'U', psgn = -1._wp )
261         CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'v_ice', v_ice, cd_type = 'V', psgn = -1._wp )
262         ! Snow enthalpy
263         DO jk = 1, nlay_s
264            WRITE(zchar1,'(I2.2)') jk
265            znam = 'e_s'//'_l'//zchar1
266            CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, znam , z3d )
267            e_s(:,:,jk,:) = z3d(:,:,:)
268         END DO
269         ! Ice enthalpy
270         DO jk = 1, nlay_i
271            WRITE(zchar1,'(I2.2)') jk
272            znam = 'e_i'//'_l'//zchar1
273            CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, znam , z3d )
274            e_i(:,:,jk,:) = z3d(:,:,:)
275         END DO
276         ! -- optional fields -- !
277         ! ice age
278         id1 = iom_varid( numrir, 'oa_i' , ldstop = .FALSE. )
279         IF( id1 > 0 ) THEN                       ! fields exist
280            CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'oa_i', oa_i )
281         ELSE                                     ! start from rest
282            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>   previous run without ice age output then set it to zero'
283            oa_i(:,:,:) = 0._wp
284         ENDIF
285         ! melt ponds
286         id2 = iom_varid( numrir, 'a_ip' , ldstop = .FALSE. )
287         IF( id2 > 0 ) THEN                       ! fields exist
288            CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'a_ip' , a_ip )
289            CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'v_ip' , v_ip )
290         ELSE                                     ! start from rest
291            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>   previous run without melt ponds output then set it to zero'
292            a_ip(:,:,:) = 0._wp
293            v_ip(:,:,:) = 0._wp
294         ENDIF
295         ! melt pond lids
296         id3 = iom_varid( numrir, 'v_il' , ldstop = .FALSE. )
297         IF( id3 > 0 ) THEN
298            CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'v_il', v_il)
299         ELSE
300            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>   previous run without melt ponds lids output then set it to zero'
301            v_il(:,:,:) = 0._wp
302         ENDIF
303         ! fields needed for Met Office (Jules) coupling
304         IF( ln_cpl ) THEN
305            id4 = iom_varid( numrir, 'cnd_ice' , ldstop = .FALSE. )
306            id5 = iom_varid( numrir, 't1_ice'  , ldstop = .FALSE. )
307            IF( id4 > 0 .AND. id5 > 0 ) THEN         ! fields exist
308               CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 'cnd_ice', cnd_ice )
309               CALL iom_get( numrir, jpdom_auto, 't1_ice' , t1_ice  )
310            ELSE                                     ! start from rest
311               IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>   previous run without conductivity output then set it to zero'
312               cnd_ice(:,:,:) = 0._wp
313               t1_ice (:,:,:) = rt0
314            ENDIF
315         ENDIF
316
317         IF(.NOT.lrxios) CALL iom_delay_rst( 'READ', 'ICE', numrir )   ! read only ice delayed global communication variables
318         !                 ! ---------------------------------- !
319      ELSE                 ! == case of a simplified restart == !
320         !                 ! ---------------------------------- !
321         CALL ctl_warn('ice_rst_read: you are attempting to use an unsuitable ice restart')
322         !
323         IF( .NOT. ln_iceini .OR. nn_iceini_file == 2 ) THEN
324            CALL ctl_stop('STOP', 'ice_rst_read: you need ln_ice_ini=T and nn_iceini_file=0 or 1')
325         ELSE
326            CALL ctl_warn('ice_rst_read: using ice_istate to set initial conditions instead')
327         ENDIF
328         !
329         IF( nn_components == jp_iam_sas ) THEN   ! SAS case: ss[st]_m were not initialized by sbc_ssm_init
330            !
331            IF(lwp) WRITE(numout,*) '  SAS: default initialisation of ss[st]_m arrays used in ice_istate'
332            IF( l_useCT )  THEN    ;   sst_m(:,:) = eos_pt_from_ct( ts(:,:,1,jp_tem, Kmm), ts(:,:,1,jp_sal, Kmm) )
333            ELSE                   ;   sst_m(:,:) = ts(:,:,1,jp_tem, Kmm)
334            ENDIF
335            sss_m(:,:) = ts(:,:,1,jp_sal, Kmm)
336         ENDIF
337         !
338         CALL ice_istate( nit000, Kbb, Kmm, Kaa )
339         !
340      ENDIF
341
342   END SUBROUTINE ice_rst_read
343
344#else
345   !!----------------------------------------------------------------------
346   !!   Default option :       Empty module           NO SI3 sea-ice model
347   !!----------------------------------------------------------------------
348#endif
349
350   !!======================================================================
351END MODULE icerst
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.