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ticket2396: update branch to head of trunk

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Line 
1MODULE nemogcm
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE nemogcm   ***
4   !!                      STATION_ASF (SAS meets C1D)
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.6  ! 2011-11  (S. Alderson, G. Madec) original code
7   !!             -   ! 2013-06  (I. Epicoco, S. Mocavero, CMCC) nemo_northcomms: setup avoiding MPI communication
8   !!             -   ! 2014-12  (G. Madec) remove KPP scheme and cross-land advection (cla)
9   !!            4.0  ! 2016-10  (G. Madec, S. Flavoni)  domain configuration / user defined interface
10   !!            4.x  ! 2019-12  (L. Brodeau)  STATION_ASF test-case
11   !!----------------------------------------------------------------------
12
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   nemo_gcm      : solve ocean dynamics, tracer, biogeochemistry and/or sea-ice
15   !!   nemo_init     : initialization of the NEMO system
16   !!   nemo_ctl      : initialisation of the contol print
17   !!   nemo_closefile: close remaining open files
18   !!   nemo_alloc    : dynamical allocation
19   !!----------------------------------------------------------------------
20   USE step_oce       ! module used in the ocean time stepping module (step.F90)
21   USE phycst         ! physical constant                  (par_cst routine)
22   USE domain         ! domain initialization   (dom_init & dom_cfg routines)
23   USE closea         ! treatment of closed seas (for ln_closea)
24   USE usrdef_nam     ! user defined configuration
25   USE istate         ! initial state setting          (istate_init routine)
26   USE step, ONLY : Nbb, Nnn, Naa, Nrhs ! time level indices
27   USE daymod         ! calendar
28   USE restart        ! open  restart file
29   USE c1d            ! 1D configuration
30   USE step_c1d       ! Time stepping loop for the 1D configuration
31   !
32   USE lib_mpp        ! distributed memory computing
33   USE mppini         ! shared/distributed memory setting (mpp_init routine)
34   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)
35#if defined key_iomput
36   USE xios           ! xIOserver
37#endif
38
39   IMPLICIT NONE
40   PRIVATE
41
42   PUBLIC   nemo_gcm    ! called by model.F90
43   PUBLIC   nemo_init   ! needed by AGRIF
44
45   CHARACTER(lc) ::   cform_aaa="( /, 'AAAAAAAA', / ) "     ! flag for output listing
46
47   !!----------------------------------------------------------------------
48   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
49   !! $Id: nemogcm.F90 12489 2020-02-28 15:55:11Z davestorkey $
50   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
51   !!----------------------------------------------------------------------
52CONTAINS
53
54   SUBROUTINE nemo_gcm
55      !!----------------------------------------------------------------------
56      !!                     ***  ROUTINE nemo_gcm  ***
57      !!
58      !! ** Purpose :   NEMO solves the primitive equations on an orthogonal
59      !!              curvilinear mesh on the sphere.
60      !!
61      !! ** Method  : - model general initialization
62      !!              - launch the time-stepping (stp routine)
63      !!              - finalize the run by closing files and communications
64      !!
65      !! References : Madec, Delecluse, Imbard, and Levy, 1997:  internal report, IPSL.
66      !!              Madec, 2008, internal report, IPSL.
67      !!----------------------------------------------------------------------
68      INTEGER ::   istp   ! time step index
69      REAL(wp)::   zstptiming   ! elapsed time for 1 time step
70      !!----------------------------------------------------------------------
71      !
72      !                            !-----------------------!
73      CALL nemo_init               !==  Initialisations  ==!
74      !                            !-----------------------!
75      ! check that all process are still there... If some process have an error,
76      ! they will never enter in step and other processes will wait until the end of the cpu time!
77      CALL mpp_max( 'nemogcm', nstop )
78
79      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)   ! Flag AAAAAAA
80
81      !                            !-----------------------!
82      !                            !==   time stepping   ==!
83      !                            !-----------------------!
84      !
85      !                                               !== set the model time-step  ==!
86      !
87      istp = nit000
88      !
89      DO WHILE ( istp <= nitend .AND. nstop == 0 )    !==  C1D time-stepping  ==!
90         CALL stp_c1d( istp )
91         istp = istp + 1
92      END DO
93      !
94      !                            !------------------------!
95      !                            !==  finalize the run  ==!
96      !                            !------------------------!
97      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)        ! Flag AAAAAAA
98      !
99      IF( nstop /= 0 .AND. lwp ) THEN        ! error print
100         WRITE(ctmp1,*) '   ==>>>   nemo_gcm: a total of ', nstop, ' errors have been found'
101         CALL ctl_stop( ctmp1 )
102      ENDIF
103      !
104      IF( ln_timing )   CALL timing_finalize
105      !
106      CALL nemo_closefile
107      !
108#if defined key_iomput
109                                    CALL xios_finalize  ! end mpp communications with xios
110#else
111      IF( lk_mpp )                  CALL mppstop      ! end mpp communications
112#endif
113      !
114      IF(lwm) THEN
115         IF( nstop == 0 ) THEN   ;   STOP 0
116         ELSE                    ;   STOP 123
117         ENDIF
118      ENDIF
119      !
120   END SUBROUTINE nemo_gcm
121
122
123   SUBROUTINE nemo_init
124      !!----------------------------------------------------------------------
125      !!                     ***  ROUTINE nemo_init  ***
126      !!
127      !! ** Purpose :   initialization of the NEMO GCM
128      !!----------------------------------------------------------------------
129      INTEGER ::   ios, ilocal_comm   ! local integers
130      !!
131      NAMELIST/namctl/ sn_cfctl,  nn_print, nn_ictls, nn_ictle,             &
132         &             nn_isplt , nn_jsplt, nn_jctls, nn_jctle,             &
133         &             ln_timing, ln_diacfl
134      NAMELIST/namcfg/ ln_read_cfg, cn_domcfg, ln_closea, ln_write_cfg, cn_domcfg_out, ln_use_jattr
135      !!----------------------------------------------------------------------
136      !
137      cxios_context = 'nemo'
138      !
139      !                             !-------------------------------------------------!
140      !                             !     set communicator & select the local rank    !
141      !                             !  must be done as soon as possible to get narea  !
142      !                             !-------------------------------------------------!
143      !
144#if defined key_iomput
145      IF( Agrif_Root() ) THEN
146            CALL xios_initialize( "for_xios_mpi_id", return_comm=ilocal_comm )   ! nemo local communicator given by xios
147      ENDIF
148      CALL mpp_start( ilocal_comm )
149#else
150         CALL mpp_start( )
151#endif
152      !
153      narea = mpprank + 1               ! mpprank: the rank of proc (0 --> mppsize -1 )
154      lwm = (narea == 1)                ! control of output namelists
155      !
156      !                             !---------------------------------------------------------------!
157      !                             ! Open output files, reference and configuration namelist files !
158      !                             !---------------------------------------------------------------!
159      !
160      ! open ocean.output as soon as possible to get all output prints (including errors messages)
161      IF( lwm )   CALL ctl_opn(     numout,        'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE. )
162      ! open reference and configuration namelist files
163                  CALL load_nml( numnam_ref,        'namelist_ref',                                           -1, lwm )
164                  CALL load_nml( numnam_cfg,        'namelist_cfg',                                           -1, lwm )
165      IF( lwm )   CALL ctl_opn(     numond, 'output.namelist.dyn', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE. )
166      ! open /dev/null file to be able to supress output write easily
167                  CALL ctl_opn(     numnul,           '/dev/null', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE. )
168      !
169      !                             !--------------------!
170      !                             ! Open listing units !  -> need sn_cfctl from namctl to define lwp
171      !                             !--------------------!
172      !
173      READ  ( numnam_ref, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 901 )
174901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in reference namelist' )
175      READ  ( numnam_cfg, namctl, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
176902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namctl in configuration namelist' )
177      !
178      ! finalize the definition of namctl variables
179      IF( sn_cfctl%l_allon ) THEN
180         ! Turn on all options.
181         CALL nemo_set_cfctl( sn_cfctl, .TRUE., .TRUE. )
182         ! Ensure all processors are active
183         sn_cfctl%procmin = 0 ; sn_cfctl%procmax = 1000000 ; sn_cfctl%procincr = 1
184      ELSEIF( sn_cfctl%l_config ) THEN
185         ! Activate finer control of report outputs
186         ! optionally switch off output from selected areas (note this only
187         ! applies to output which does not involve global communications)
188         IF( ( narea < sn_cfctl%procmin .OR. narea > sn_cfctl%procmax  ) .OR. &
189           & ( MOD( narea - sn_cfctl%procmin, sn_cfctl%procincr ) /= 0 ) )    &
190           &   CALL nemo_set_cfctl( sn_cfctl, .FALSE., .FALSE. )
191      ELSE
192         ! turn off all options.
193         CALL nemo_set_cfctl( sn_cfctl, .FALSE., .TRUE. )
194      ENDIF
195      !
196      lwp = (narea == 1) .OR. sn_cfctl%l_oceout    ! control of all listing output print
197      !
198      IF(lwp) THEN                      ! open listing units
199         !
200         IF( .NOT. lwm )   &            ! alreay opened for narea == 1
201            &            CALL ctl_opn( numout, 'ocean.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, -1, .FALSE., narea )
202         !
203         WRITE(numout,*)
204         WRITE(numout,*) '   CNRS - NERC - Met OFFICE - MERCATOR-ocean - CMCC'
205         WRITE(numout,*) '                       NEMO team'
206         WRITE(numout,*) '            Ocean General Circulation Model'
207         WRITE(numout,*) '                NEMO version 4.0  (2019) '
208         WRITE(numout,*) '                      STATION_ASF '
209         WRITE(numout,*) "           ._      ._      ._      ._      ._    "
210         WRITE(numout,*) "       _.-._)`\_.-._)`\_.-._)`\_.-._)`\_.-._)`\_ "
211         WRITE(numout,*)
212         WRITE(numout,*) "           o         _,           _,             "
213         WRITE(numout,*) "            o      .' (        .-' /             "
214         WRITE(numout,*) "           o     _/..._'.    .'   /              "
215         WRITE(numout,*) "      (    o .-'`      ` '-./  _.'               "
216         WRITE(numout,*) "       )    ( o)           ;= <_         (       "
217         WRITE(numout,*) "      (      '-.,\\__ __.-;`\   '.        )      "
218         WRITE(numout,*) "       )  )       \) |`\ \)  '.   \      (   (   "
219         WRITE(numout,*) "      (  (           \_/       '-._\      )   )  "
220         WRITE(numout,*) "       )  ) jgs                     `    (   (   "
221         WRITE(numout,*) "     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ "
222         WRITE(numout,*)
223         !
224         WRITE(numout,cform_aaa)                                        ! Flag AAAAAAA
225         !
226      ENDIF
227      !
228      IF(lwm) WRITE( numond, namctl )
229      !
230      !                             !------------------------------------!
231      !                             !  Set global domain size parameters !
232      !                             !------------------------------------!
233      !
234      READ  ( numnam_ref, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 903 )
235903   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in reference namelist' )
236      READ  ( numnam_cfg, namcfg, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
237904   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namcfg in configuration namelist' )   
238      !
239      IF( ln_read_cfg ) THEN            ! Read sizes in domain configuration file
240         CALL domain_cfg ( cn_cfg, nn_cfg, jpiglo, jpjglo, jpkglo, jperio )
241      ELSE                              ! user-defined namelist
242         CALL usr_def_nam( cn_cfg, nn_cfg, jpiglo, jpjglo, jpkglo, jperio )
243      ENDIF
244      !
245      IF(lwm)   WRITE( numond, namcfg )
246      !
247      !                             !-----------------------------------------!
248      !                             ! mpp parameters and domain decomposition !
249      !                             !-----------------------------------------!
250      CALL mpp_init
251
252      ! Now we know the dimensions of the grid and numout has been set: we can allocate arrays
253      CALL nemo_alloc()
254
255      ! Initialise time level indices
256      Nbb = 1; Nnn = 2; Naa = 3; Nrhs = Naa
257
258      !                             !-------------------------------!
259      !                             !  NEMO general initialization  !
260      !                             !-------------------------------!
261
262      CALL nemo_ctl                          ! Control prints
263      !
264      !                                      ! General initialization
265      IF( ln_timing    )   CALL timing_init     ! timing
266      IF( ln_timing    )   CALL timing_start( 'nemo_init')
267      !
268                           CALL     phy_cst         ! Physical constants
269                           CALL     eos_init        ! Equation of state
270      IF( lk_c1d       )   CALL     c1d_init        ! 1D column configuration
271                           CALL     dom_init( Nbb, Nnn, Naa, "OPA") ! Domain
272      IF( sn_cfctl%l_prtctl )   &
273         &                 CALL prt_ctl_init        ! Print control
274      !
275     
276                           CALL  istate_init( Nbb, Nnn, Naa )    ! ocean initial state (Dynamics and tracers)
277
278      !                                      ! external forcing
279                           CALL     sbc_init( Nbb, Nnn, Naa )    ! surface boundary conditions (including sea-ice)
280
281      !
282      IF(lwp) WRITE(numout,cform_aaa)           ! Flag AAAAAAA
283      !
284      IF( ln_timing    )   CALL timing_stop( 'nemo_init')
285      !
286   END SUBROUTINE nemo_init
287
288
289   SUBROUTINE nemo_ctl
290      !!----------------------------------------------------------------------
291      !!                     ***  ROUTINE nemo_ctl  ***
292      !!
293      !! ** Purpose :   control print setting
294      !!
295      !! ** Method  : - print namctl and namcfg information and check some consistencies
296      !!----------------------------------------------------------------------
297      !
298      IF(lwp) THEN                  ! control print
299         WRITE(numout,*)
300         WRITE(numout,*) 'nemo_ctl: Control prints'
301         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~'
302         WRITE(numout,*) '   Namelist namctl'
303         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_glochk  = ', sn_cfctl%l_glochk
304         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_allon   = ', sn_cfctl%l_allon
305         WRITE(numout,*) '       finer control over o/p sn_cfctl%l_config  = ', sn_cfctl%l_config
306         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_runstat = ', sn_cfctl%l_runstat
307         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_trcstat = ', sn_cfctl%l_trcstat
308         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_oceout  = ', sn_cfctl%l_oceout
309         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_layout  = ', sn_cfctl%l_layout
310         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_prtctl  = ', sn_cfctl%l_prtctl
311         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_prttrc  = ', sn_cfctl%l_prttrc
312         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%l_oasout  = ', sn_cfctl%l_oasout
313         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%procmin   = ', sn_cfctl%procmin 
314         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%procmax   = ', sn_cfctl%procmax 
315         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%procincr  = ', sn_cfctl%procincr 
316         WRITE(numout,*) '                              sn_cfctl%ptimincr  = ', sn_cfctl%ptimincr 
317         WRITE(numout,*) '      level of print                  nn_print   = ', nn_print
318         WRITE(numout,*) '      Start i indice for SUM control  nn_ictls   = ', nn_ictls
319         WRITE(numout,*) '      End i indice for SUM control    nn_ictle   = ', nn_ictle
320         WRITE(numout,*) '      Start j indice for SUM control  nn_jctls   = ', nn_jctls
321         WRITE(numout,*) '      End j indice for SUM control    nn_jctle   = ', nn_jctle
322         WRITE(numout,*) '      number of proc. following i     nn_isplt   = ', nn_isplt
323         WRITE(numout,*) '      number of proc. following j     nn_jsplt   = ', nn_jsplt
324         WRITE(numout,*) '      timing by routine               ln_timing  = ', ln_timing
325         WRITE(numout,*) '      CFL diagnostics                 ln_diacfl  = ', ln_diacfl
326      ENDIF
327      !
328      nprint    = nn_print          ! convert DOCTOR namelist names into OLD names
329      nictls    = nn_ictls
330      nictle    = nn_ictle
331      njctls    = nn_jctls
332      njctle    = nn_jctle
333      isplt     = nn_isplt
334      jsplt     = nn_jsplt
335
336      IF(lwp) THEN                  ! control print
337         WRITE(numout,*)
338         WRITE(numout,*) '   Namelist namcfg'
339         WRITE(numout,*) '      read domain configuration file                ln_read_cfg      = ', ln_read_cfg
340         WRITE(numout,*) '         filename to be read                           cn_domcfg     = ', TRIM(cn_domcfg)
341         WRITE(numout,*) '         keep closed seas in the domain (if exist)     ln_closea     = ', ln_closea
342         WRITE(numout,*) '      create a configuration definition file        ln_write_cfg     = ', ln_write_cfg
343         WRITE(numout,*) '         filename to be written                        cn_domcfg_out = ', TRIM(cn_domcfg_out)
344         WRITE(numout,*) '      use file attribute if exists as i/p j-start   ln_use_jattr     = ', ln_use_jattr
345      ENDIF
346      IF( .NOT.ln_read_cfg )   ln_closea = .false.   ! dealing possible only with a domcfg file
347      !
348      !                             ! Parameter control
349      !
350      IF( sn_cfctl%l_prtctl .OR. sn_cfctl%l_prttrc ) THEN              ! sub-domain area indices for the control prints
351         IF( lk_mpp .AND. jpnij > 1 ) THEN
352            isplt = jpni   ;   jsplt = jpnj   ;   ijsplt = jpni*jpnj   ! the domain is forced to the real split domain
353         ELSE
354            IF( isplt == 1 .AND. jsplt == 1  ) THEN
355               CALL ctl_warn( ' - isplt & jsplt are equal to 1',   &
356                  &           ' - the print control will be done over the whole domain' )
357            ENDIF
358            ijsplt = isplt * jsplt            ! total number of processors ijsplt
359         ENDIF
360         IF(lwp) WRITE(numout,*)'          - The total number of processors over which the'
361         IF(lwp) WRITE(numout,*)'            print control will be done is ijsplt : ', ijsplt
362         !
363         !                              ! indices used for the SUM control
364         IF( nictls+nictle+njctls+njctle == 0 )   THEN    ! print control done over the default area
365            lsp_area = .FALSE.
366         ELSE                                             ! print control done over a specific  area
367            lsp_area = .TRUE.
368            IF( nictls < 1 .OR. nictls > jpiglo )   THEN
369               CALL ctl_warn( '          - nictls must be 1<=nictls>=jpiglo, it is forced to 1' )
370               nictls = 1
371            ENDIF
372            IF( nictle < 1 .OR. nictle > jpiglo )   THEN
373               CALL ctl_warn( '          - nictle must be 1<=nictle>=jpiglo, it is forced to jpiglo' )
374               nictle = jpiglo
375            ENDIF
376            IF( njctls < 1 .OR. njctls > jpjglo )   THEN
377               CALL ctl_warn( '          - njctls must be 1<=njctls>=jpjglo, it is forced to 1' )
378               njctls = 1
379            ENDIF
380            IF( njctle < 1 .OR. njctle > jpjglo )   THEN
381               CALL ctl_warn( '          - njctle must be 1<=njctle>=jpjglo, it is forced to jpjglo' )
382               njctle = jpjglo
383            ENDIF
384         ENDIF
385      ENDIF
386      !
387      IF( 1._wp /= SIGN(1._wp,-0._wp)  )   CALL ctl_stop( 'nemo_ctl: The intrinsec SIGN function follows f2003 standard.',  &
388         &                                                'Compile with key_nosignedzero enabled:',   &
389         &                                                '--> add -Dkey_nosignedzero to the definition of %CPP in your arch file' )
390      !
391   END SUBROUTINE nemo_ctl
392
393
394   SUBROUTINE nemo_closefile
395      !!----------------------------------------------------------------------
396      !!                     ***  ROUTINE nemo_closefile  ***
397      !!
398      !! ** Purpose :   Close the files
399      !!----------------------------------------------------------------------
400      !
401      IF( lk_mpp )   CALL mppsync
402      !
403      CALL iom_close                                 ! close all input/output files managed by iom_*
404      !
405      IF( numstp          /= -1 )   CLOSE( numstp          )   ! time-step file
406      IF( numrun          /= -1 )   CLOSE( numrun          )   ! run statistics file
407      IF( lwm.AND.numond  /= -1 )   CLOSE( numond          )   ! oce output namelist
408      IF( lwm.AND.numoni  /= -1 )   CLOSE( numoni          )   ! ice output namelist
409      IF( numevo_ice      /= -1 )   CLOSE( numevo_ice      )   ! ice variables (temp. evolution)
410      IF( numout          /=  6 )   CLOSE( numout          )   ! standard model output file
411      !
412      numout = 6                                     ! redefine numout in case it is used after this point...
413      !
414   END SUBROUTINE nemo_closefile
415
416
417   SUBROUTINE nemo_alloc
418      !!----------------------------------------------------------------------
419      !!                     ***  ROUTINE nemo_alloc  ***
420      !!
421      !! ** Purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the OPA modules
422      !!
423      !! ** Method  :
424      !!----------------------------------------------------------------------
425      USE diawri    , ONLY : dia_wri_alloc
426      USE dom_oce   , ONLY : dom_oce_alloc
427      !
428      INTEGER :: ierr
429      !!----------------------------------------------------------------------
430      !
431      ierr =        oce_alloc    ()    ! ocean
432      ierr = ierr + dia_wri_alloc()
433      ierr = ierr + dom_oce_alloc()    ! ocean domain
434      !
435      CALL mpp_sum( 'nemogcm', ierr )
436      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'nemo_alloc: unable to allocate standard ocean arrays' )
437      !
438   END SUBROUTINE nemo_alloc
439
440   
441   SUBROUTINE nemo_set_cfctl(sn_cfctl, setto, for_all )
442      !!----------------------------------------------------------------------
443      !!                     ***  ROUTINE nemo_set_cfctl  ***
444      !!
445      !! ** Purpose :   Set elements of the output control structure to setto.
446      !!                for_all should be .false. unless all areas are to be
447      !!                treated identically.
448      !!
449      !! ** Method  :   Note this routine can be used to switch on/off some
450      !!                types of output for selected areas but any output types
451      !!                that involve global communications (e.g. mpp_max, glob_sum)
452      !!                should be protected from selective switching by the
453      !!                for_all argument
454      !!----------------------------------------------------------------------
455      LOGICAL :: setto, for_all
456      TYPE(sn_ctl) :: sn_cfctl
457      !!----------------------------------------------------------------------
458      IF( for_all ) THEN
459         sn_cfctl%l_runstat = setto
460         sn_cfctl%l_trcstat = setto
461      ENDIF
462      sn_cfctl%l_oceout  = setto
463      sn_cfctl%l_layout  = setto
464      sn_cfctl%l_prtctl  = setto
465      sn_cfctl%l_prttrc  = setto
466      sn_cfctl%l_oasout  = setto
467   END SUBROUTINE nemo_set_cfctl
468
469   !!======================================================================
470END MODULE nemogcm
471
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.