source: CONFIG/UNIFORM/v6/NEMO_v6.5/SOURCES/restart.F90 @ 6230

Last change on this file since 6230 was 6230, checked in by cetlod, 2 years ago

NEMOv6.5 : Improvment of ORCA2 PISCES run offline when using IPSL-CM5 outputs ocean dynamic

File size: 16.2 KB
Line 
1MODULE restart
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  restart  ***
4   !! Ocean restart :  write the ocean restart file
5   !!======================================================================
6   !! History :  OPA  !  1999-11  (M. Imbard)  Original code
7   !!   NEMO     1.0  !  2002-08  (G. Madec)  F90: Free form
8   !!            2.0  !  2006-07  (S. Masson)  use IOM for restart
9   !!            3.3  !  2010-04  (M. Leclair, G. Madec)  modified LF-RA
10   !!            - -  !  2010-10  (C. Ethe, G. Madec) TRC-TRA merge (T-S in 4D)
11   !!            3.7  !  2014-01  (G. Madec) suppression of curl and hdiv from the restart
12   !!             -   !  2014-12  (G. Madec) remove KPP scheme
13   !!----------------------------------------------------------------------
14
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   rst_opn    : open the ocean restart file
17   !!   rst_write  : write the ocean restart file
18   !!   rst_read   : read the ocean restart file
19   !!----------------------------------------------------------------------
20   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
21   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
22   USE sbc_ice         ! only lk_si3
23   USE phycst          ! physical constants
24   USE eosbn2          ! equation of state            (eos bn2 routine)
25   USE trdmxl_oce      ! ocean active mixed layer tracers trends variables
26   !
27   USE in_out_manager  ! I/O manager
28   USE iom             ! I/O module
29   USE diurnal_bulk
30   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
31
32   IMPLICIT NONE
33   PRIVATE
34
35   PUBLIC   rst_opn         ! routine called by step module
36   PUBLIC   rst_write       ! routine called by step module
37   PUBLIC   rst_read        ! routine called by istate module
38   PUBLIC   rst_read_open   ! routine called in rst_read and (possibly) in dom_vvl_init
39
40   !! * Substitutions
41#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
42   !!----------------------------------------------------------------------
43   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
44   !! $Id: restart.F90 15596 2021-12-13 16:28:47Z acc $
45   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
46   !!----------------------------------------------------------------------
47CONTAINS
48
49   SUBROUTINE rst_opn( kt )
50      !!---------------------------------------------------------------------
51      !!                   ***  ROUTINE rst_opn  ***
52      !!                     
53      !! ** Purpose : + initialization (should be read in the namelist) of nitrst
54      !!              + open the restart when we are one time step before nitrst
55      !!                   - restart header is defined when kt = nitrst-1
56      !!                   - restart data  are written when kt = nitrst
57      !!              + define lrst_oce to .TRUE. when we need to define or write the restart
58      !!----------------------------------------------------------------------
59      INTEGER, INTENT(in) ::   kt     ! ocean time-step
60      !!
61      CHARACTER(LEN=20)   ::   clkt     ! ocean time-step deine as a character
62      CHARACTER(LEN=50)   ::   clname   ! ocean output restart file name
63      CHARACTER(lc)       ::   clpath   ! full path to ocean output restart file
64      CHARACTER(LEN=52)   ::   clpname   ! ocean output restart file name including prefix for AGRIF
65      CHARACTER(LEN=256)  ::   clinfo    ! info character
66      !!----------------------------------------------------------------------
67      !
68      IF( kt == nit000 ) THEN   ! default definitions
69         lrst_oce = .FALSE.   
70         IF( ln_rst_list ) THEN
71            nrst_lst = 1
72            nitrst = nn_stocklist( nrst_lst )
73         ELSE
74            nitrst = nitend
75         ENDIF
76      ENDIF
77     
78      IF( .NOT. ln_rst_list .AND. nn_stock == -1 )   RETURN   ! we will never do any restart
79
80      ! frequency-based restart dumping (nn_stock)
81      IF( .NOT. ln_rst_list .AND. MOD( kt - 1, nn_stock ) == 0 ) THEN   
82         ! we use kt - 1 and not kt - nit000 to keep the same periodicity from the beginning of the experiment
83         nitrst = kt + nn_stock - 1                  ! define the next value of nitrst for restart writing
84         IF( nitrst > nitend )   nitrst = nitend   ! make sure we write a restart at the end of the run
85      ENDIF
86      ! to get better performances with NetCDF format:
87      ! we open and define the ocean restart file one time step before writing the data (-> at nitrst - 1)
88      ! except if we write ocean restart files every time step or if an ocean restart file was writen at nitend - 1
89      ! or if nit000 is requested in the nn_stocklist
90      IF( kt == nitrst - 1 .OR. nn_stock == 1 .OR. ( kt == nitend .AND. .NOT. lrst_oce ) &
91      &                                       .OR. ( kt == nit000 .AND. nitrst == nit000 ) ) THEN
92         IF( nitrst <= nitend .AND. nitrst > 0 ) THEN 
93            ! beware of the format used to write kt (default is i8.8, that should be large enough...)
94            IF( nitrst > 999999999 ) THEN   ;   WRITE(clkt, *       ) nitrst
95            ELSE                            ;   WRITE(clkt, '(i8.8)') nitrst
96            ENDIF
97            ! create the file
98            clname = TRIM(cexper)//"_"//TRIM(ADJUSTL(clkt))//"_"//TRIM(cn_ocerst_out)
99            clpath = TRIM(cn_ocerst_outdir)
100            IF( clpath(LEN_TRIM(clpath):) /= '/' ) clpath = TRIM(clpath) // '/'
101            IF(lwp) THEN
102               WRITE(numout,*)
103               IF(.NOT.lwxios) THEN
104                  WRITE(numout,*) '             open ocean restart NetCDF file: ',TRIM(clpath)//TRIM(clname)
105                  IF ( snc4set%luse )      WRITE(numout,*) '             opened for NetCDF4 chunking and compression'
106                  IF( kt == nitrst - 1 ) THEN   ;   WRITE(numout,*) '             kt = nitrst - 1 = ', kt
107                  ELSE                          ;   WRITE(numout,*) '             kt = '             , kt
108                  ENDIF
109               ENDIF
110            ENDIF
111            !
112            IF(.NOT.lwxios) THEN
113               CALL iom_open( TRIM(clpath)//TRIM(clname), numrow, ldwrt = .TRUE. )
114            ELSE
115#if defined key_iomput
116               cwxios_context = "rstw_"//TRIM(ADJUSTL(clkt))
117               IF( TRIM(Agrif_CFixed()) == '0' ) THEN
118                  clpname = clname
119               ELSE
120                  clpname = TRIM(Agrif_CFixed())//"_"//clname   
121               ENDIF
122               CALL iom_init( cwxios_context, TRIM(clpath)//TRIM(clpname), .false. )
123               CALL xios_update_calendar(nitrst)
124               CALL iom_swap(      cxios_context          )
125#else
126               clinfo = 'Can not use XIOS in rst_opn'
127               CALL ctl_stop(TRIM(clinfo))
128#endif
129            ENDIF
130            lrst_oce = .TRUE.
131         ENDIF
132      ENDIF
133      !
134   END SUBROUTINE rst_opn
135
136
137   SUBROUTINE rst_write( kt )
138      !!---------------------------------------------------------------------
139      !!                   ***  ROUTINE rstwrite  ***
140      !!                     
141      !! ** Purpose :   Write restart fields in NetCDF format
142      !!
143      !! ** Method  :   Write in numrow when kt == nitrst in NetCDF
144      !!              file, save fields which are necessary for restart
145      !!----------------------------------------------------------------------
146      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step
147      !!----------------------------------------------------------------------
148                     IF(lwxios) CALL iom_swap(      cwxios_context          )
149                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rdt'    , rdt       , ldxios = lwxios)   ! dynamics time step
150                     CALL iom_delay_rst( 'WRITE', 'OCE', numrow )   ! save only ocean delayed global communication variables
151
152      IF ( .NOT. ln_diurnal_only ) THEN
153                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub'     , ub, ldxios = lwxios        )     ! before fields
154                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb'     , vb, ldxios = lwxios        )
155                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'tb'     , tsb(:,:,:,jp_tem), ldxios = lwxios )
156                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sb'     , tsb(:,:,:,jp_sal), ldxios = lwxios )
157                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshb'   , sshb, ldxios = lwxios      )
158                     !
159                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'un'     , un, ldxios = lwxios        )     ! now fields
160                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vn'     , vn, ldxios = lwxios        )
161                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'tn'     , tsn(:,:,:,jp_tem), ldxios = lwxios )
162                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sn'     , tsn(:,:,:,jp_sal), ldxios = lwxios )
163                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshn'   , sshn, ldxios = lwxios      )
164                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rhop'   , rhop, ldxios = lwxios      )
165                  ! extra variable needed for the ice sheet coupling
166                  IF ( ln_iscpl ) THEN
167                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'tmask'  , tmask, ldxios = lwxios ) ! need to extrapolate T/S
168                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'umask'  , umask, ldxios = lwxios ) ! need to correct barotropic velocity
169                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vmask'  , vmask, ldxios = lwxios ) ! need to correct barotropic velocity
170                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'smask'  , ssmask, ldxios = lwxios) ! need to correct barotropic velocity
171                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'e3t_n', e3t_n(:,:,:), ldxios = lwxios )   ! need to compute temperature correction
172                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'e3u_n', e3u_n(:,:,:), ldxios = lwxios )   ! need to compute bt conservation
173                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'e3v_n', e3v_n(:,:,:), ldxios = lwxios )   ! need to compute bt conservation
174                     CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'gdepw_n', gdepw_n(:,:,:), ldxios = lwxios ) ! need to compute extrapolation if vvl
175                  END IF
176      ENDIF
177     
178      IF (ln_diurnal) CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'Dsst', x_dsst, ldxios = lwxios ) 
179      IF(lwxios) CALL iom_swap(      cxios_context          )
180      IF( kt == nitrst ) THEN
181         IF(.NOT.lwxios) THEN
182            CALL iom_close( numrow )     ! close the restart file (only at last time step)
183         ELSE
184            CALL iom_context_finalize(      cwxios_context          )
185         ENDIF
186!!gm         IF( .NOT. lk_trdmld )   lrst_oce = .FALSE.
187!!gm  not sure what to do here   ===>>>  ask to Sebastian
188         lrst_oce = .FALSE.
189            IF( ln_rst_list ) THEN
190               nrst_lst = MIN(nrst_lst + 1, SIZE(nn_stocklist,1))
191               nitrst = nn_stocklist( nrst_lst )
192               IF( nitrst == 0 ) nitrst = nitend    ! Force a restart at the end of the run
193            ENDIF
194      ENDIF
195      !
196   END SUBROUTINE rst_write
197
198
199   SUBROUTINE rst_read_open
200      !!----------------------------------------------------------------------
201      !!                   ***  ROUTINE rst_read_open  ***
202      !!
203      !! ** Purpose :   Open read files for NetCDF restart
204      !!
205      !! ** Method  :   Use a non-zero, positive value of numror to assess whether or not
206      !!                the file has already been opened
207      !!----------------------------------------------------------------------
208      LOGICAL        ::   llok
209      CHARACTER(lc)  ::   clpath   ! full path to ocean output restart file
210      !!----------------------------------------------------------------------
211      !
212      IF( numror <= 0 ) THEN
213         IF(lwp) THEN                                             ! Contol prints
214            WRITE(numout,*)
215            WRITE(numout,*) 'rst_read : read oce NetCDF restart file'
216            IF ( snc4set%luse )      WRITE(numout,*) 'rst_read : configured with NetCDF4 support'
217            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~'
218         ENDIF
219         lxios_sini = .FALSE.
220         clpath = TRIM(cn_ocerst_indir)
221         IF( clpath(LEN_TRIM(clpath):) /= '/' ) clpath = TRIM(clpath) // '/'
222         CALL iom_open( TRIM(clpath)//cn_ocerst_in, numror )
223! are we using XIOS to read the data? Part above will have to modified once XIOS
224! can handle checking if variable is in the restart file (there will be no need to open
225! restart)
226         IF(.NOT.lxios_set) lrxios = lrxios.AND.lxios_sini
227         IF( lrxios) THEN
228             crxios_context = 'nemo_rst'
229             IF( .NOT.lxios_set ) THEN
230                 IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Enable restart reading by XIOS'
231                 CALL iom_init( crxios_context, ld_tmppatch = .false. )
232                 lxios_set = .TRUE.
233             ENDIF
234         ENDIF
235         IF( TRIM(Agrif_CFixed()) /= '0' .AND. lrxios) THEN
236             CALL iom_init( crxios_context, ld_tmppatch = .false. )
237             IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Enable restart reading by XIOS for AGRIF'
238             lxios_set = .TRUE.
239         ENDIF
240      ENDIF
241
242   END SUBROUTINE rst_read_open
243
244
245   SUBROUTINE rst_read
246      !!----------------------------------------------------------------------
247      !!                   ***  ROUTINE rst_read  ***
248      !!
249      !! ** Purpose :   Read files for NetCDF restart
250      !!
251      !! ** Method  :   Read in restart.nc file fields which are necessary for restart
252      !!----------------------------------------------------------------------
253      REAL(wp) ::   zrdt
254      INTEGER  ::   jk
255      REAL(wp), DIMENSION(jpi, jpj, jpk) :: w3d
256      !!----------------------------------------------------------------------
257
258      CALL rst_read_open           ! open restart for reading (if not already opened)
259
260      ! Check dynamics and tracer time-step consistency and force Euler restart if changed
261      IF( iom_varid( numror, 'rdt', ldstop = .FALSE. ) > 0 )   THEN
262         CALL iom_get( numror, 'rdt', zrdt, ldxios = lrxios )
263         IF( zrdt /= rdt )   neuler = 0
264      ENDIF
265
266      CALL iom_delay_rst( 'READ', 'OCE', numror )   ! read only ocean delayed global communication variables
267     
268      ! Diurnal DSST
269      IF( ln_diurnal ) CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'Dsst' , x_dsst, ldxios = lrxios ) 
270      IF ( ln_diurnal_only ) THEN
271         IF(lwp) WRITE( numout, * ) &
272         &   "rst_read:- ln_diurnal_only set, setting rhop=rau0" 
273         rhop = rau0
274         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'tn'     , w3d, ldxios = lrxios ) 
275         tsn(:,:,1,jp_tem) = w3d(:,:,1)
276         RETURN
277      ENDIF 
278     
279      IF( iom_varid( numror, 'ub', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
280         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'ub'     , ub, ldxios = lrxios                )   ! before fields
281         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'vb'     , vb, ldxios = lrxios                )
282         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'tb'     , tsb(:,:,:,jp_tem), ldxios = lrxios )
283         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sb'     , tsb(:,:,:,jp_sal), ldxios = lrxios )
284         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sshb'   , sshb, ldxios = lrxios              )
285      ELSE
286         neuler = 0
287      ENDIF
288      !
289      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'un'     , un, ldxios = lrxios )   ! now    fields
290      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'vn'     , vn, ldxios = lrxios )
291      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'tn'     , tsn(:,:,:,jp_tem), ldxios = lrxios )
292      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sn'     , tsn(:,:,:,jp_sal), ldxios = lrxios )
293      CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sshn'   , sshn, ldxios = lrxios )
294      IF( iom_varid( numror, 'rhop', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
295         CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rhop'   , rhop, ldxios = lrxios )   ! now    potential density
296      ELSE
297         CALL eos( tsn, rhd, rhop, gdept_n(:,:,:) )   
298      ENDIF
299      !
300      IF( neuler == 0 ) THEN                                  ! Euler restart (neuler=0)
301         tsb  (:,:,:,:) = tsn  (:,:,:,:)                             ! all before fields set to now values
302         ub   (:,:,:)   = un   (:,:,:)
303         vb   (:,:,:)   = vn   (:,:,:)
304         sshb (:,:)     = sshn (:,:)
305         !
306         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN
307            DO jk = 1, jpk
308               e3t_b(:,:,jk) = e3t_n(:,:,jk)
309            END DO
310         ENDIF
311         !
312      ENDIF
313      !
314   END SUBROUTINE rst_read
315
316   !!=====================================================================
317END MODULE restart
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.