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Juin 2010 Groupe de travail Plate-forme. Le modèle couplé de lIPSL Contexte – Présentation – IPSL – Pôle de modélisation du climat et CMIP5 – Historique.

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1 Juin 2010 Groupe de travail Plate-forme

2 Le modèle couplé de lIPSL Contexte – Présentation – IPSL – Pôle de modélisation du climat et CMIP5 – Historique du modèle système Terre IPSL – Le modèle IPSLCM5A – Les machines utilisées – Les autres configurations – Les outils – La documentation – A venir… Mode demploi – Les différentes étapes – Les simulations réalisées – Les autres outils utiles : monitoring, atlas, nco, cdo,…

3 Les laboratoires et les tutelles

4 IPSL : Institut PS Laplace Fédération de 6 laboratoires, liée à 3 Observatoires des sciences de lUnivers : – Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), – Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA), – Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), – Laboratoire dOcéanographie et du Climat : Expérimentation et Approches Numériques (LOCEAN), – Laboratoire de Physique Moléculaire pour l'Atmosphère et l'Astrophysique (LPMAA), – Laboratoire des Sciences du Climat et de lEnvironnement (LSCE) 10 tutelles – Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS : INSU et INEE), – Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 – Université Versailles Saint-Quentin en Yvelines – Commissariat à lEnergie Atomique (CEA) – Institut de Recherche et Développement (IRD) – Ecole Normale Supérieure – Ecole Polytechnique – Centre National dEtudes Spatiales (CNES). – Université Denis Diderot – Paris 7 – Université Paris 12 Val de Marne Directeur : Hervé Le Treut 1000 personnes Structures fédératives/Pôles scientifiques Pôle de modélisation du climat - 80 personnes – Jean- Louis Dufresne

5 Le pôle de modélisation Missions : – Fédérer les études multidisciplinaires (scientifiques ou techniques) faisant intervenir les composantes du modèle de l'IPSL – Identifier et coordonner les simulations de référence – Fédérer et rationaliser les moyens, les développements techniques – Animation scientifique Modèle climat : – Atmosphère – Océan et glace de mer – Surfaces continentales – Cycle du carbone – Chimie IPSLCM5A Earth System Model Le modèle climat IPSL

6 Pôle de modélisation du climat de l'IPSL : Groupes de travail Plate-forme de modélisation (IPSL-ESM) Distribution des données Physique et dynamique de l'atmosphère et de la surface (LMDZ, ORCHIDEE_hydro) Physique et dynamique de l'océan et de la glace de mer (NEMO, LIM) Interactions atmosphère-océan (IPSL-CM, différentes résolutions) Cycles biogéochimiques (PISCES, ORCHIDEE_veget) Simulations centennales (20-21 e siècle) Simulations paléo, dernier millénaire Simulations saisonnières à décennales Evaluation des modèles Analyse du climat présent et des changements climatiques Simulations régionales Chimie atmosphérique et aérosols (INCA, INCA_aer, Reprobus)

7 Groupe de travail Plate-forme Ex ESCI : Equipe Système Climat IPSL – 20 personnes Missions : – Organiser les développements techniques en accord avec les activités scientifiques du pôle – Assurer le lien et la cohérence des développements entre les différentes composantes et le modèle couplé – Support aux utilisateurs des modèles – Documentation – Animation technique, formation – Veille technologique

8 Simulations centennales proposées par CMIP-5 pour la préparation du 5 e rapport du GIEC Climats du passé Sensibilité climatique et rétroactions des nuages Couplage climat- carbone Chimie et aérosols Estimation des forçages radiatifs Évolution du climat au 20e siècle Évolution du climat au 21e siècle

9 La configuration ORCHIDEE AR5

10 Les différents scripts d'ORCHIDEE : OOL_SEC_STOOOL_SECFORCESOILTESTSTOMATE { SPINUP FLUXNET, ( … ?? ) (SECHIBA) (SECHIBA + STOMATE) (SOILCARBONE) (STOMATE) Jobs de base = ne pas utiliser => recopier Validations

11 Le modèle climat IPSL Définition : plateforme qui permet, sur les centres de calcul usuels : de récupérer des configurations de référence de compiler : – les sources des différentes composantes – les interfaces de couplage (océan-atmosphère) et le coupleur de réaliser une expérience type fournie (y compris fichiers entrée), de suivre son exécution, de produire et stocker des résultats bruts, de produire, stocker et rendre accessible des ATLAS et analyses systématiques

12 Deux centres de calcul privilégiés IDRIS/CNRSCCRT/CEA Calculateurs brodie.idris.fr NEC SX-8, été noeuds 80 processeurs vargas.idris.fr IBM Power 6, 3584 cœurs mercure.ccc.cea.fr NEC SX-8R, nov nœuds, 64 procs NEC SX-9, avril 2009, 3 nœuds, 48 procs, dédié GIEC 64 processeurs titane.ccc.cea.fr Bull, 8544 coeurs Connexion brodie/vargas/ulam.idris.fr (filtrage par adresse) mercure/titane/cesium.ccc.cea.fr (filtrage par adresse + port 22) Sources (conseil)$WORKDIR$WORKDIR/$SCRATCHDIR Fichiersgaya$DMFDIR Post-traitementulammercure (tx7), titane, cesium Serveur DODSdods.idris.frdods.extra.cea.fr/data/ Intranet (firefox sur titane)

13 A savoir sur brodie et IDRIS : PATH=/Txlocal/pub/svn/svn-1.3.1/bin:/home/rech/psl/rpsl035/fcm/bin:$PATH pour accéder à svn et à fcm. Vérifier par which svn et which fcm $WORKDIR sur brodie peut être étendu largement (50 Go pour le groupe par exemple). Le demander à l'assistance. Pour vérifier l'occupation et la taille : quota_u -w sur brodie, remplir le fichier.rhosts avec ulam Faire marcher les transferts brodie --> gaya par mfget/mfput. Ftuas sur ulam pour faire connaître le mot de passe gaya à brodie et à toutes les machines. Pour les accès dods, il faut lancer une commande mfdods sur gaya. Cela crée le répertoire, 24h après au plus tard. Accès web : Pour les accès dods, sur ulam la commande rsh gaya pwd doit marcher Pour donner les accès à tous (755 ou drwxr-xr-x) au WORKDIR de brodie, il faut demander à l'assistance IDRIS pour le niveau /u/rech/grp. Idem pour /home_b/rech/grp sur rhodes. Sur ulam il faut explicitement charger les outils graphiques : module load netcdf module load cdo

14 A savoir sur mercure et CCRT : PATH=$PATH:/home/cont003/p86ipsl/fcm/bin # MERCURE only pour accéder à fcm. Vérifier par which svn et which fcm Remplir le fichier ~/.forward avec son adresse mail pour recevoir les messages de fin de simulation. SX8 et SX9 sont 2 machines différentes : SX9 : module load SX9 ; module load netcdf_sx9 ; SX8 : module load SX8 ; module load netcdf_sx8 ; (module unload …) Pour avoir accès aux différents outils, passer par les modules. Exemple: module load netcdf module load ferret module load cdo

15 Environnement Récupération de la configuration Compilation Soumission/Exécution Visualisation/comparaison des résultats Description dune expérience Assemblage du modèle Modipsl Machines LibIGCM IOserver Documentation Support Formation Accés aux résultats Serveurs CVS/SVN

16 Les outils : MODIPSL, IOIPSL, Rebuild et IOserver Modipsl : outil dextraction, de préparation en fonction de la machine, de compilation des modèles pour créer les exécutables. Introduction – FAQ : IOIPSL : librairie commune qui gère les Entrées-Sorties (fichiers de sorties, restarts) au format NetCDF dans les modèles de lIPSL. Rebuild : outil pour recombiner les fichiers créés par sous- domaine, tourne maintenant sur les frontales, en asynchrone IOserver : outil gérant les Entrées/Sorties, piloté par fichier xml, capable de tourner en mode asynchrone sur 1 ou plusieurs procs.

17 Les outils : les scripts libIGCM libIGCM : ensemble de scripts de lancement de simulation et de post- traitement modulaires et portables Inclut le job maitre et de nombreux jobs auxiliaires de post-traitements Documentation :

18 Parallélisme Utilisation de plusieurs processeurs pour réduire le temps dexécution Parallélisation MPI pour LMDZ/Orchidee Parallélisation MPI possible pour NEMO Machines cibles : – Vectoriel et parallélisme modéré o(10), MPI : Mercure (NEC SX-8R et SX- 9), Brodie (NEC SX-8) – Scalaire SMP parallélisme massif o(100) : Platine/Titane (BULL), vargas (IBM), performances améliorées mixte MPI/OpenMP

19 Documentation générale Wiki Pôle : – Introduction générale IGCMG, accessible à tous – Accès outils multiples Accès sources SVN Accès aux tickets dincident Accès aux pages wiki – Contrainte : être inscrit dans le projet (demande aux administrateurs) pour pouvoir modifier wiki, tickets et sources. Machine commune de gestion des projets - Olivier Thauvin (LATMOS) Wiki Orchidee :

20 Documentation forge.ipsl.jussieu.fr/igcmg Sources SVN Tickets WIKI

21 2ème partie Utilisation et démonstration

22 Connexion Frontale

23 Récupération de la configuration Compilation Connexion Frontale Gestion des sources des composantes IPSL Serveur cvs/svn Modipsl Ensemble de scripts qui va permettre de faire ces étapes sur un ensemble de machines.

24 Gestion des sources des composantes IPSL Serveur cvs/svn Récupération de la configuration Compilation Exécution/ lancement du run Connexion Frontale Description de la simulation Modipsl LibIGCM … ensemble de scripts de lancement de simulation et de post-traitement modulaires et portables Choix des réglages physiques

25 Calcul Gestion des sources des composantes IPSL Serveur cvs/svn LibIGCM Récupération de la configuration Compilation Exécution/ lancement du run Connexion Frontale Description de la simulation Modipsl LibIGCM Choix des réglages physiques

26 Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (1/9) 1. Accès à modipsl (SVN) brodie ou mercure : mkdir MY_EXPERIENCE brodie ou mercure : cd MY_EXPERIENCE brodie ou mercure : svn co modipsl alias (svn_ano) MY_EXPERIENCE modipsl modeleslibdoc.svnbin tmp util config

27 modipsl MY_EXPERIENCE modelesconfigdoc.svn bin tmputil Installation et configuration des Makefiles Installation et configuration des scripts de lancement Définition pour chaque configuration de leurs composantes et de leurs tags associés Extraction des modèles validés disponibles mod.def Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (2/9) 1. Accès à modipsl brodie ou mercure : cd modipsl/util lib model ins_make ins_job

28 1#- $Id$ 2# #-This file is the definition file of the script "model". 4# #- Each model is defined by 6#- (prefix #-H-) model informations, 7#- (prefix #-M-) the address of the model manager, 8#- (prefix #-C-) elements to extract for the model, in the order : 9#- name of the component in the repository 10#- tag/revision of the component 11#- index of the repository in the server table 12#- installation path in the local working directory 13#- local working directory in modipsl 14#- (prefix #-S-) containing the control system and server address. 15#- 16#- The tag "?" correspond to the default model version. 17#- Invoking "model" with -H overrides any tag with "?". 18# #- Repository informations 20#- 21#-S- 1 cvs 22#-S- 2 cvs 23#-S- 3 cvs 24#-S- 4 cvs 25#-S- 5 cvs 26#-S- 6 cvs 27#-S- 7 svn 28#-S- 8 svn 29#-S- 9 svn --username inca 30#-S- 10 svn 31#-S- 11 svn 32#-S- 12 svn 33#-S- 13 svn Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (3/9) - fichier mod.def -

29 Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (3/9 - suite) - fichier mod.def - 278:#-H- ORCHIDEE_AR5 Modele ORCHIDEE AR5 pour utilisation OFFLINE 279:#-H- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE with tag orchidee_1_9_5 280:#-H- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL with tag OOL_1_9_5 281:#-H- ORCHIDEE_AR5 IOIPSL with tag :#-H- ORCHIDEE_AR5 libIGCM tag libIGCM_v1_8 283:#-H- ORCHIDEE_AR5 FCM svn version PATCHED/FCM_V :#-M- ORCHIDEE_AR5 285:#-C- ORCHIDEE_AR5 IOIPSL/tags/v2_2_1/srcHEAD8IOIPSL/src modeles 286:#-C- ORCHIDEE_AR5 tags/libIGCM_v1_8HEAD10 libIGCM. 287:#-C- ORCHIDEE_AR5 PATCHED/FCM_V1.2HEAD13tools/FCM/V :#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEEorchidee_1_9_ :#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL OOL_1_9_ :#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL/OOL_SEC_STOOOL_1_9_52. config 291:#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL/OOL_SECOOL_1_9_52. config 292:#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL/FORCESOILOOL_1_9_52. config 293:#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL/TESTSTOMATEOOL_1_9_52. config 294:#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL/SPINUPOOL_1_9_52. config 295:#-C- ORCHIDEE_AR5 ORCHIDEE_OL/FLUXNETOOL_1_9_52. config

30 1.Accès à MODIPSL svn_ano ; cd modipsl/util 2.Accès à ORCHIDEE_AR5 brodie ou mercure :./ model ORCHIDEE_AR5 (mot de passe : celui dORCHIDEE ).svn Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (4/9) util modipsl MY_EXPERIENCE modeles libIGCM doc bin tmp ORCHIDEE ORCHIDEE_OLIOIPSL config ORCHIDEE_OL lib

31 1. Accès à MODIPSL svn_ano ; cd modipsl/util 2. Accès à ORCHIDEE_AR5./model ORCHIDEE_AR5 3. Installation des Makefiles brodie ou mercure :./ins_make Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (5/9) util modipsl MY_EXPERIENCE libdoc bin tmp.svn AA_make.gdef Makefile AA_make.ldef AA_make libIGCM ORCHIDEE_OL config ORCHIDEE_OL Modeles ORCHIDEE

32 1. Accès à MODIPSL (SVN) svn_ano ; cd modipsl/util 1. Accès à ORCHIDE_AR5./model ORCHIDEE_AR5 2. Installation des Makefiles./ins_make 3. Installation de lexpérience type brodie ou mercure : # cd../config/ORCHIDEE_OL # cp -rp OOL_SEC_STO MONTEST # Editer../config/ORCHIDEE_OL/MONTEST/config.card # Modifier JobName(EXP00), JobNumProcTot(4)./ins_job util modipsl MY_EXPERIENCE modeles lib doc bin tmp.svn ORCHIDEE_OL Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (6/9) MONTEST Job_JobName config libIGCM AA_job config.card

33 libIGCM modipsl MY_EXPERIENCE modeles Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (7/9) AA_atlas_LMDZ AA_atlas_ORCHIDEE AA_atlas_ORCA_LIM AA_create_ts AA_create_se AA_monitoring atlas_LMDZ.job atlas_ORCHIDEE.job atlas_ORCA_LIM.job create_ts.job create_se.job monitoring.job 1. Accès à MODIPSL svn_ano ; cd modipsl/util 1. Accès à ORCHIDEE_AR5./model ORCHIDEE_AR5 2. Installation des Makefiles./ins_make emacs../config/ORCHIDEE_AR5/MONTEST/config.card 3. Installation de lexpérience type (partie post-traitement) brodie ou mercure :./ins_job config

34 1. Accès à MODIPSL svn_ano ; cd modipsl/util 2. Acces à ORCHIDEE_AR5./model ORCHIDEE_AR5 3. Installation des Makefiles./ins_make 4. Installation de lexpérience type emacs../config/ORCHIDEE_AR5/MONTEST/config.card./ins_job 1. Compilation brodie ou mercure : cd../modeles/ORCHIDEE_OL brodie ou mercure : gmake; gmake forcesoil; gmake teststomate util modipsl MY_EXPERIENCE modeleslibdoc bin tmp.svn ORCHIDEE_OL Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (8/9) orchidee_ol forcesoil teststomate Makefile

35 1. Accès à MODIPSL svn_ano ; cd modipsl/util 2. Acces à ORCHIDEE_AR5./model ORCHIDEE_AR5 3. Installation des Makefiles./ins_make 4. Installation de lexpérience type emacs../config/ORCHIDEE_AR5/MONTEST/config.card./ins_job 1. Compilation cd../modeles/ORCHIDEE_OL gmake 2. Soumission du Job de lancement brodie ou mercure : cd../../config/ORCHIDEE_OL/MONTEST brodie ou mercure : qsub Job_SECHSTOM Accès au modèle ORCHIDEE_AR5 (9/9) ORCHIDEE_OL orchidee.def PARAM orchidee.card orchidee.driver stomate.card stomate.driver orchidee_ol.card orchidee_ol.driver modipsl MY_EXPERIENCE config MONTEST Job_JobName COMP POST monitoring01_orchidee.cfg monitoring01_stomate.cfg

36 Récupérer, compiler et lancer le modèle ORCHIDEE_AR5 1. Accès à MODIPSL svn co modipsl 2. Accès à ORCHIDEE_AR5 cd modipsl/util ;./model ORCHIDEE_AR5 3. Installation des Makefiles./ins_make 4. Installation de lexpérience type (et post-traitements) Copier../config/ORCHIDEE_OL/OOL_SEC_STO MONTEST Modifier «JobName» dans MONTEST/config.card./ins_job 1. Compilation cd../modeles/ORCHIDEE_OL ; gmake 2. Soumission du Job de lancement cd../../config/ORCHIDEE_OL/MONTEST qsub Job_JobName

37 Calcul Gestion des sources des composantes IPSL Serveur cvs/svn LibIGCM Récupération de la configuration Compilation Exécution/ lancement du run Connexion Frontale Description de la simulation Modipsl LibIGCM Choix des réglages physiques

38 scripts : libIGCM Infrastructure commune cohérente de script : – Job_Jobname Un job de soumission de la simulation – config.card : une fiche descriptive dune configuration pour une simulation donnée – COMP : Des couples de fichiers card et driver décrivent les fichiers et programment le fonctionnement de chaque composante dune configuration – PARAM : Des fichiers de paramètres des différentes composantes – run.card (run.card.init): Une fiche dinformation sur la simulation en cours dexécution – libIGCM : libIGCM/libIGCM_card, liBIGCM_comp, libIGCM_config, libIGCM_date, libIGCM_debug, libIGCM_post, libIGCM_sys.ksh : des bibliothèques de fonctions en ksh utilisées par les jobs libIGCM/libIGCM_sys/libIGCM_sys_brodie.ksh, libIGCM_sys_mercure.ksh, … : des fonctions système spécifique à chaque machine

39 Script de référence : AA_Job PeriodLength

40 Schéma de la librairie de scripts libIGCM EXP00EXP00/COMP

41 Un peu plus en détail… Répertoire MONTEST prêt : – COMP/* : information sur les composantes – config.card : fichier de configuration de la simulation – Job_SECHSTOM : Job à soumettre – PARAM/* : fichiers de configuration des modèles – run.card.init : fichier de suivi original modipsl MY_EXPERIENCE config MONTEST ORCHIDEE_OL Job_SECHSTOM COMPPARAM config.cardrun.card.init orchidee.def orchidee.card orchidee.driver stomate.card stomate.driver orchidee_ol.card orchidee_ol.driver

42 config.card : UserChoices # # This is config.card file for restart with an NEW libIGCM simulation tree. #========================================================================= #D-- Compatibility - [Compatibility] libIGCM=1.0 #======================================================================== #D-- UserChoices - [UserChoices] #============================ #-- (<8 chars MAX for JobName) JobName=SECHSTOM LongName= « simulation pour faire ça » TagName=OL2 #============================ #-- leap, noleap, 360d CalendarType=gregorian #-- Start and End of Job #-- "YYYY-MM-DD" DateBegin= DateEnd= #============================ #-- 1Y, 1M, 5D, 1D PeriodLength=1M #============================ #-- Total Number of Processors (minimum is 2 for a coupled configuration) JobNumProcTot=4 #============================ Informations sur la simulation

43 config.card : Composantes 42#======================================================================== 43#D-- ListOfComponents - 44[ListOfComponents] 45#D- For each component, Name of component, Tag of component 46SRF= (orchidee, orchidee_1_9_5) 47 SBG= (stomate, orchidee_1_9_5) 48 OOL= (orchidee_ol, OOL_1_9_5) 49 50#======================================================================== 51#D-- Executable - 52[Executable] 53Name=orchidee_ol 54 #D- For each component, Real name of executable, Name of executable for oasis 55 SRF= ("", "") 56 SBG= ("", "") 57 OOL= (orchidee_ol, orchidee_ol)

44 67#======================================================================== 68#D-- Restarts - 69[Restarts] 70#D- If you want a GENERAL RULE FOR ALL COMPONENTS RESTARTS, put this flag to 'y' 71OverRule=n 72#D- Last day of the experience used as restart 73RestartDate= #D- Define restart simulation name 75RestartJobName=CD1 76#D- Path Server Group Login 77RestartPath=${ARCHIVE}/IGCM_OUT/OL2 config.card : Restarts y pour un redémarrage depuis une autre simulation Donner la date, le nom de la simulation et le chemin daccès aux fichiers

45 79#======================================================================== 80#D-- Post - 81[Post] 82#D- Do we rebuild parallel output, this flag determines 83#D- frequency of rebuild submission (use NONE for DRYRUN=3) 84RebuildFrequency=5Y 85#D- Do we rebuild parallel output from archive 86RebuildFromArchive=NONE 87#D- If you want to produce time series, this flag determines 88#D- frequency of post-processing submission 89TimeSeriesFrequency=10Y 90#D- If you want to produce seasonal average, this flag determines 91#D- the period of this average 92SeasonalFrequency=10Y 93« « « #D- Offset for seasonal average first start dates ; same unit as SeasonalFrequency 94#D- Usefull if you do not want to consider the first X simulation's years 95SeasonalFrequencyOffset=0 » » » config.card : Post

46 #======================================================================== #D-- SRF - SECHIBA [SRF] WriteFrequency="1M HF" Restart=n #-- Last day of the experience used as restart RestartDate= # Define restart simulation name RestartJobName=HISTO2_ RestartPath=${ARCHIVE}/IGCM_OUT/OL2 #-- Old component name for restart (if empty, use new name) OldName= #======================================================================== #D-- SRF - STOMATE [SBG] WriteFrequency="1M" Restart=n #-- Last day of the experience used as restart RestartDate= # Define restart simulation name RestartJobName=HISTO2_ RestartPath=${ARCHIVE}/IGCM_OUT/OL2 #-- Old component name for restart (if empty, use new name) OldName= #======================================================================== #D-- OOL - [OOL] WriteFrequency="1M" Restart=n config.card : une composante type SRF y pour un redémarrage ATM depuis une autre simulation Donner la date, le nom de la simulation et le chemin daccès aux fichiers

47 Un peu plus en détail… Répertoire MONTEST prêt : – COMP/* : information sur les composantes – config.card : fichier de configuration de la simulation – Job_SECHSTOM : Job à soumettre – PARAM/* : fichiers de configuration des modèles – run.card.init : fichier de suivi original modipsl MY_EXPERIENCE config MONTEST ORCHIDEE_OL Job_SECHSTOM COMPPARAM config.cardrun.card.init orchidee.card orchidee.driver stomate.card stomate.driver orchidee_ol.card orchidee_ol.driver orchidee.def

48 Un peu plus en détail… Répertoire MONTEST prêt : – COMP/* : information sur les composantes – config.card : fichier de configuration de la simulation – Job_SECHSTOM : Job à soumettre – PARAM/* : fichiers de configuration des modèles – run.card.init : fichier de suivi original modipsl MY_EXPERIENCE config MONTEST ORCHIDEE_OL Job_SECHSTOM COMPPARAM config.cardrun.card.init orchidee.card orchidee.driver stomate.card stomate.driver orchidee_ol.card orchidee_ol.driver orchidee.def

49 Job_JobName 1. Définition de la mémoire limite #PBS -l memsz_job=15.0gb limite mémoire 2. Définition du nombre de processeurs #PBS -v PBS_NUM_PROC_TOT=::JobNumProcTot:: provient de config.card via./ins_job 1. Définition des limites temps CPU Sur Brodie : #PBS -l cputim_job=1:00:00 limite en temps CPU pour lensemble du job Sur Mercure : #PBS -l elapstim_req=1:00:00 limite en temps réel elapsed pour lensemble du job Initialisation des paramètres de batch (exemple PBS)

50 Job_JobName : PBS tableau des classes* IDRIS brodie : news class ======================================================================= Classes multiprocesseurs (<=8) au sein d'un noeud (MPI ou OpenMP) ======================================================================== Parametres NQSII a specifier : #PBS -q multi #PBS -l cpunum_job= # Nombre de processeurs (1 <= Nproc <= 8) ^ -l cputim_job (limite en temps CPU par job) | 12:00: (12H) | | | p2t2 | | | | 1 <= Nproc <= 2 | | TMPDIR <= 45Gb | 1:00: (1H) | | | p2t1 | | | | 1 <= Nproc <= 2 | | TMPDIR <= 45Gb | > -l memsz_job (limite memoire par job) 15Gb * Susceptible de changement permanent

51 Job_JobName : PBS tableau des classes* IDRIS brodie : news class (suite) * Susceptible de changement permanent ^ -l cputim_job | 48:00: (48H) | | p8t2 | | 7 <= Nproc <= 8 | TMPDIR <= 300Gb 2:00: (2H) | | p8t1 | | 7 <= Nproc <= 8 | TMPDIR <= 100Gb > -l memsz_job 60Gb

52 Job_JobName : PBS tableau des classes* CCRT * Susceptible de changement permanent mercure : class Classe de soumission: Queue Act Ena Nod Cpu Mem Time Type RL URL UAL Hosts scal-new ENA ACT 1 1 8G 24h mercure02,mercure03 scalaire ENA ACT 1 1 8G 24h mercure admin-sx ENA ACT G Inf mercure10,mercure11,… mercure17 admin-sx ENA ACT G Inf mercure20,mercure21,mercure22 para-sx9 ENA ACT G 24h Normal mercure20,mercure21,mercure22 prio-sx9 ENA ACT G 24h Special mercure20,mercure21,mercure22 test-sx9 ENA ACT G 1h Urgent mercure20,mercure21,mercure22 bigmem ENA ACT G 24h Normal mercure10,mercure11 bigtime ENA ACT G 100h Normal mercure12,mercure13,… mercure16 parallel ENA ACT G 24h Normal mercure10,mercure11,… mercure16 prod ENA ACT G 24h Normal mercure10,mercure11,… mercure17 test ENA ACT G 1h Urgent mercure17 testpara ENA ACT G 0.5h Urgent mercure10,mercure11,… mercure16

53 Job_JobName : PeriodNb Pour éviter de lancer une foule de petits jobs qui reprennent la file dattente à chaque fois, il est possible de lancer en boucle n périodes par job. Le paramètre à modifier est dans Job_JobName (1 par défaut) : PeriodNb=1 Ou dans le config.card Attention! Modifier le paramètre PBS du temps en conséquence. 1. Définition des limites temps CPU Sur Brodie : #PBS -l cputim_job=10:00:00 limite en temps CPU pour lensemble du job Sur Mercure : #PBS -l elapstim_req=10:00:00 limite en temps réel elapsed pour lensemble du job Lancement de plusieurs périodes par job

54 Soumission - Contrôle qsub Job_SECHSTOM Contrôle –Mercure : qstat, mpp –Brodie : qstat Répertoire MONTEST en cours de simulation : – COMP/* – PARAM/* – run.card.init – run.card – config.card – Job_EXP00 – Script_Output* Job_SECHSTOM config.cardrun.card.initrun.cardScript_Output* modipsl MY_EXPERIENCE config MONTEST ORCHIDEE_OL COMPPARAM

55 # contient la date de la periode en cours ou en attente # last date of loop ==.suivi [Configuration] #last PREFIX OldPrefix= SECHSTOM_ #Compute date of loop ==.suivi PeriodDateBegin= PeriodDateEnd= CumulPeriod= 2 # State of Job "Start", "Running", "OnQueue", "Completed" PeriodState= Running [PostProcessing] TimeSeriesRunning=n TimeSeriesCompleted= run.card : le fichier de suivi 1/2

56 [Log] # Executable Size LastExeSize= ( 0, 0, ) # CumulPeriod | PeriodDateBegin | PeriodDateEnd | RunDateBegin | RunDateEnd | RealCpuTime | UserCpuTime | SysCpuTime | ExeDate # 1 | | | T17:00:59 | T17:03:32 | | | | OOL_Jun_16_16:37 # 2 | | | T17:03:38 | T17:06:35 | | | | OOL_Jun_16_16:37 run.card : le fichier de suivi 2/2

57 Un peu plus en détail… Répertoire EXP00 prêt : – COMP/* : information sur les composantes – config.card : fichier de configuration de la simulation – Job_SECHSTOM : Job à soumettre – PARAM/* : fichiers de configuration des modèles – run.card.init : fichier de suivi original modipsl MY_EXPERIENCE config SECHSTOM ORCHIDEE_OL Job_SECHSTOM COMPPARAM config.cardrun.card.init orchidee.card orchidee.driver stomate.card stomate.driver orchidee_ol.card orchidee_ol.driver orchidee.def

58 Un fichier descriptif par composante (par ex orchidee.card) – Fichiers dentrée texte (orchidee.def) – Fichiers dentrée binaires : conditions initiales conditions limites (land_use) – Fichiers de sorties binaires (netCDF) – Fichiers de sorties texte (used_run.def) – Fichiers de redémarrage (sechiba_rest.nc) Flux des données (1/6)

59 Flux des données (2/6) orchidee.card [UserChoices] LAIMAP=n ROUTING=y NEWHYDROL=n OKCO2=y sechiba_LEVEL=11 [InitialStateFiles] List= (${R_INIT}/SRF/${config_UserChoices_TagName}/routing.nc,.), \ (${R_INIT}/SRF/${config_UserChoices_TagName}/soils_param.nc,.), \ (${R_INIT}/SRF/${config_UserChoices_TagName}/irrigated.nc,.) [BoundaryFiles] List=() ListNonDel= (${R_BC}/SRF/${config_UserChoices_TagName}/ PFTmap_1850to2005_AR5_LUHa.rc2.nc, PFTmap.nc ) [ParametersFiles] List=(${SUBMIT_DIR}/PARAM/orchidee.def,.) [RestartFiles] # List restart that have to be saved/restored each loop (file out, saved, and in) : List=(sechiba_rest_out.nc, sechiba_rest.nc, sechiba_rest_in.nc) [OutputText] List= (out_orchidee)

60 Flux des données (3/6) [OutputFiles] List=(sechiba_history.nc, ${R_OUT_SRF_O_M}/${PREFIX}_1M_sechiba_history.nc, Post_1M_sechiba_history), \ (sechiba_out_2.nc, ${R_OUT_SRF_O_H}/${PREFIX}_HF_sechiba_out_2.nc, Post_HF_sechiba_out_2), \ (orchidee_watchout.nc, ${R_OUT_SRF_O_M}/${PREFIX}_1M_watchout.nc, NONE)

61 Post-traitement [OutputFiles] List=(sechiba_history.nc, ${R_OUT_SRF_O_M}/${PREFIX}_1M_sechiba_history.nc, Post_1M_sechiba_history), \ (sechiba_out_2.nc, ${R_OUT_SRF_O_H}/${PREFIX}_HF_sechiba_out_2.nc, Post_HF_sechiba_out_2), \ (orchidee_watchout.nc, ${R_OUT_SRF_O_M}/${PREFIX}_1M_watchout.nc, NONE) [ Post_1M_sechiba_history ] Patch es = () GatherWithInternal = (lon, lat, veget, time_counter, Areas, Contfrac) TimeSeriesVars2D = (nobiofrac, alb_nir, alb_vis, bqsb, evap, fluxlat, fluxsens, gqsb, netrad, qair, rain, runoff, snow, snownobio, snowf, subli, tair, temp_sol, tsol_max, tsol_min, drainage) # ALMAOUTPUT #TimeSeriesVars2D = (nobiofrac, SWnet, LWnet, Qh, Qle, Qg, Qf, DelSurfHeat, DelColdCont, Snowf, Rainf, Evap, Qs, Qsb, Qsm, #DelSoilMoist, DelSWE, DelIntercept, AvgSurfT, RadT, Albedo, SWE, SoilMoist, SoilWet, SoilTemp, PotEvap, #ESoil, ECanop, TVeg, RootMoist, SubSnow, ACond, SnowFrac, SAlbedo, SnowDepth, dis, GPP) ChunckJob2D = NONE TimeSeriesVars3D = (lai, maxvegetfrac, vegetfrac, CO2FLUX, ptn) # ALMAOUTPUT #TimeSeriesVars3D = (ECanop, TVeg, GPP, CO2FLUX) ChunckJob3D = NONE Seasonal=ON [Post_HF_sechiba_out_2] Patches= () GatherWithInternal= (lon, lat, veget, time_counter, Areas, Contfrac) TimeSeriesVars2D= (cdrag,z0,coastalflow,,riverflow,,tsol_rad,vevapnu,,temp_sol,qsurf,albedo,,fluxsens,fluxlat,emis) ChunckJob2D= NONE TimeSeriesVars3D= (CO2FLUX) ChunckJob3D= NONE Seasonal= ON

62 Calcul Gestion des sources des composantes IPSL Serveur cvs/svn LibIGCM Récupération de la configuration Compilation Exécution/ lancement du run Connexion Frontale Description de la simulation Modipsl LibIGCM Choix des réglages physiques

63 Calcul LibIGCM …

64 Calcul Machine de post-traitement LibIGCM … Traitement des fichiers de sorties

65 Calcul Machine de post-traitement LibIGCM … Outil de recombinaison des fichiers produits par chaque processus de calcul. Etape en mode asynchrone.

66 Calcul Machine de post-traitement LibIGCM … Génération de séries temporelles de variables spécifiques.

67 Calcul Machine de post-traitement LibIGCM … Génération de moyennes saisonnières.

68 Calcul Machine de post-traitement … LibIGCM …

69 Calcul Machine de post-traitement … …

70 … … Web Archive Fichiers brutsFichiers post-traités et analyses

71 Les utilitaires de post-traitement CCRT, IDRIS modipsl MY_EXPERIENCE libIGCM create_ts create_se atlas_... monitoring clean_month create_ts.job : séries temporelles tous les 10 ans create_se.job : moyennes saisonnières tous les 10 ans Retour des jobs de post-traitement là : ulam : $WORKDIR/IGCM_OUT/IPSLCM5A/JobName mercure : $SCRATCHDIR/IGCM_OUT/IPSLCM5A/JobName atlas_ORCA_LIM : pour océan et glace de mer atlas_LMDZ : pour atmosphère atlas_ORCHIDEE : pour surfaces continentales Les atlas sont basés sur ferret et sur fast :

72 Message en fin de simulation A la fin dune expérience, vous recevrez un message de ce type : Dear login, Simulation SECHSTOM is finished on supercomputer brodie03. Job started : Job ended : Ouput files are available in.../IGCM_OUT/OL2/SECHSTOM

73 Comment vérifier que cela sest bien passé? run.card : PeriodState=Completed Message de fin de simu reçu Fichiers sur le serveur de fichiers Post-traitements lancés puis finis ATLAS et monitoring sur serveur dods modipsl MY_EXPERIENCE config MONTEST ORCHIDEE_OL Job_SECHSTOM COMP PARAM config.cardrun.card.initrun.cardScript_Output*

74 Arborescence sur serveur fichiers TS_HF TS_MO OL2/SECHSTOM SRF MONITORING JobName ATLAS OOL Restart Analyse Output [HF] MO Debug SE_1980_1989 ulam : cd $HOMEGAYA/IGCM_OUT mercure : cd $DMFDIR/IGCM_OUT SRF SE SBG

75 Arborescence sur serveur fichiers ulam : cd $HOMEGAYA mercure : cd $DMFDIR IGCM_OUT/ `-- OL2/SECHSTOM/ `-- JobName |-- ATLAS |-- Exe |-- MONITORING |-- OOL | |-- Debug | |-- Output | `-- Restart |-- Out |-- SBG | |-- Analyse | | |-- SE | | `-- TS_MO | |-- Debug | |-- Output | | `-- MO | `-- Restart `-- SRF |-- Analyse | |-- SE | |-- TS_HF | `-- TS_MO |-- Debug |-- Output | | – HF | `-- MO `-- Restart

76 Accès aux résultats de simulations Mise en ligne du monitoring et des atlas sur les serveurs dods : dods IDRIS : dods CCRT : Accès aux simulations de référence Site simulations couplées : - https://forge.ipsl.jussieu.fr/igcmg/wiki/ContinentIPSLCM5

77 Nomenclature des noms des fichiers de sortie Output, Analyse, Debug, … ${JobName}_${PeriodDateBegin}_${PeriodDateEnd}_XX_NomFichier Output/HF et Analyse/TS_HF: XX 10800s Output/MO et Analyse/TS_MO XX 1M Analyse/SE : ${JobName}_SE_${PeriodDateBegin}_${PeriodDateEnd}_NomFichier Restart : ${JobName}_${PeriodDateEnd}_NomFichier

78

79 Monitoring

80

81

82 IGCMG Web services :

83

84 Que faire si cela sest mal passé? run.card : PeriodState=Fatal Regarder le fichier Script_Output_xxxx –Chercher la chaine ERROR par exemple Regarder le fichier xxxxx_error dans le répertoire de soumission –Contient le texte de sortie de ORCHIDEE_OL –Contient les erreurs brutales de toutes les composantes SRF et SBG Regarder les fichiers texte de sortie de ORCHIDEE –Serveur de fichiers –SECHSTOM/SRF/Debug/SECHSTOM_xxxxxx_output_orchidee_0000, … _0003

85 SPINUP # Initialisation for spin-up : # orchidee with sechiba alone (!!! if ok_stomate == n !!!) duree_nostomate=1 # orchidee with stomate duree_inistomate=0 # teststomate (only if duree_nostomate or duree_inistomate > 0) duree_offlineini=0 # Loop configuration for spin-up : # The whole job is restarted n_iter times n_iter=10 # orchidee with sechiba (and stomate if ok_stomate=y below) duree_sechiba=1 # teststomate duree_stomate=1 # forcesoil duree_carbonsol=1 # Finalization for spin-up : # all orchidee duree_final=1 # This last parameter must be non-zero. SECHIBA init SECHIBA+STOMATE init TESTSTOMATE AU FINAL => « JobNameHIST » SECHIBA+STOMATE TESTSTOMATE FORCESOIL SECHIBA+STOMATE Multi-monitoring => comparaison des étapes

86 FLUXNET Site 1Site 2 Site 3 Site N ….... SPINUP PFTs LAIs YEAR init NbYEARs Choix du JobName Script d'installation « local » : install Job_FLUXNET_Validation => job à lancer Job_Post_FLUXNET

87 Auto descriptif Portable à Accès direct Modifiable Partageable Le fichier contient linformation sur les variables contenues Fichiers accessibles par des machines ayant des modes différents de stockage des entiers, des caractères et des nombres à virgules flottantes Possibilité daccéder à une donnée sans avoir à parcourir lensemble des données qui la précède Possibilité dajouter des données dans un fichier Possibilité davoir simultanément un accès en écriture et plusieurs accès en lecture Annexe :Caractéristiques dun fichier NetCDF

88 NetCDF, nco, cdo Convention CF Netcdf : nco : cdo : Convention CF :

89 Informations sur les dimensions Informations sur les attributs (voir conventions CF) Informations sur les attributs des variables ( sans leurs valeurs) (voir conventions CF) Structure du fichier NetCDF – En-tête dimensions: lon = 72 ; lat = 46 ; presnivs = 19 ; time_counter = UNLIMITED ; // (1 currently) // global attributes: :Conventions = "GDT 1.3" ; :file_name = "histmth.nc" ; :production = "An IPSL model" ; :TimeStamp = "2003-MAR-05 10:37:38 GMT+0100" ; :associate_file = "dyn_hist_ave.nc dynzon.nc histhf.nc histmth.nc sechiba_out.nc cpl_atm_tauflx.nc cpl_atm_sst.nc" ; variables: float lon(lon) ; lon:units = "degrees_east" ; lon:valid_min = -180.f ; lon:valid_max = 175.f ; lon:long_name = "Longitude" ; lon:nav_model = "Default grid" ; float lat(lat) ; lat:units = "degrees_north" ; lat:valid_min = -90.f ; lat:valid_max = 90.f ; lat:long_name = "Latitude" ; lat:nav_model = "Default grid" ; float presnivs(presnivs) ; presnivs:units = "mb" ; presnivs:positive = "unknown" ; presnivs:valid_min = f ; presnivs:valid_max = f ; presnivs:title = "presnivs" ; presnivs:long_name = "Vertical levels" ; float time_counter(time_counter) ; time_counter:units = "seconds since :00:00" ; time_counter:calendar = "360d" ; time_counter:title = "Time" ; time_counter:long_name = "Time axis" ; time_counter:time_origin = " 1979-JAN-01 00:00:00" ; float tsol(time_counter, lat, lon) ; tsol:units = "K" ; tsol:missing_value = 1.e+20f ; tsol:valid_min = 1.e+20f ; tsol:valid_max = -1.e+20f ; tsol:long_name = "Surface Temperature" ; tsol:short_name = "tsol" ; tsol:online_operation = "ave(X)" ; tsol:axis = "TYX" ; tsol:interval_operation = 1800.f ; tsol:interval_write = f ; tsol:associate = "time_counter nav_lat nav_lon" ; ncdump -h COURS_1m_ _ _histmth.nc

90 données de taille fixe données de taille variable Structure du fichier NetCDF - Données data: tsol = , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , …

91 Utilitaires nco ncdump : génère sur la sortie standard une représentation textuelle CDL dun ensemble de meta-données netCDF avec la possibilité dexclure tout ou partie de données variables. La sortie de ncdump doit pouvoir servir dentrée à ncgen. ncgen : génère un fichier netCDF ou un programme C ou FORTRAN permettant de créer un fichier netCDF ncdump et ncgen peuvent donc être utilisées comme fonctions inverses pour passer dune représentation textuelle à une représentation binaire et inversement. Exemple : > ncdump –p15 –b f COURS_1m_ _ _histmth.nc > COURS_1m_ _ cdl > emacs COURS_1m_ _ cdl & > ncgen –o COURS_1m_ _ nc COURS_1m_ _ cdl

92 Utilitaires nco ncdiff soustrait les variables dun fichier file_1 à celles dun fichier file_2 correspondantes et stocke les résultats dans un fichier file_3. ncrcat concatène des variables enregistrées parmi un nombre arbitraire de fichiers d'entrée. La dimension du fichier netCDF de sortie est par défaut la somme des dimensions des fichiers netCDF dentrée. Les fichiers d'entrée peuvent avoir des tailles différentes mais tous doivent avoir des dimensions spécifiées. Lenregistrement des coordonnées doit avoir la même syntaxe. Exemple : ncrcat –v tsol COURS_1m_19790[1-9]01_19790[1- 9]30_histmth.nc COURS_1m_19791[0-2]01_19791[0-2]30_histmth.nc COURS_1m_19880[1-9]01_19880[1-9]30_histmth.nc COURS_1m_19881[0-2]01_19881[0-2]30_histmth.nc COURS_1m_ _ _TSOL.nc Série temporelle de la variable TSOL sur 10 ans

93 Utilitaires nco ncra calcule la moyenne sur un nombre variable de fichiers dentrée. Cest une moyenne temporelle sur la grille spatiale. Ce qui donne 1 seule valeur dans les fichiers de sorties. ncra ne calcule pas de moyenne pondérée. ncea calcule la moyenne sur un nombre variable de fichiers dentrée. Cest une moyenne spatiale sur la grille temporelle. Ce qui donne autant de valeurs moyennes que de pas de temps. ncea fait la moyenne « fichier à fichier » sur chaque point de laxe des temps ncra fait la moyenne « fichier à fichier » sur lensemble des points de laxe des temps t t t Nombre de valeurs de moyenne égale au nombre de sorties par fichiers 1 unique valeur de moyenne

94 Utilitaires nco ncks permet dextraire une série de données quil écrit sur la sortie standard sous forme ASCII (comme ncdump) et quil écrit également sous forme dun fichier binaire netCDF Exemple : ncks -v sosstsst COURS_1m_ _ _grid_T.nc COURS_1m_ _ _SOSSTSST.nc … ncks -v sosstsst COURS_1m_ _ _grid_T.nc COURS_1m_ _ _SOSSTSST.nc ncrcat –v sosstsst COURS_1m_19790[1-9]01_19790[1-9]30_grid_T.nc COURS_1m_19791[0-2]01_19791[0-2]30_grid_T.nc COURS_1m_19880[19]01_19880[1-9]30_grid_T.nc COURS_1m_19881[0-2]01_19881[02]30_grid_T.nc COURS_1m_ _ _grid_T.nc Série temporelle de la variable SOSSTSST sur 10 ans

95 Utilitaires cdo (Climate Data Operator)

96

97 File information (info, sinfo, diff, diffv,...) File operations (copy, cat, merge, split,...) Selection (selcode, selvar, sellevel, seltimestep,...) Missing values (setctomiss, setmisstoc, setrtomiss) Arithmetic (add, sub, mul, div,...) Mathematical functions (sqrt, exp, log, sin, cos,...) Comparision (eq, ne, le, lt, ge, gt,...) Conditions (ifthen, ifnotthen, ifthenc, ifnotthenc) Field statistic (fldsum, fldavg, fldstd, fldmin, fldmax,...) Vertical statistic (vertsum, vertavg, vertstd, vertmin,...) Time range statistic (timavg, yearavg, monavg, dayavg,...) Ensemble statistic (enssum, ensavg, ensstd, ensmin,...) Regression (detrend) Field interpolation (remapbil, remapcon, remapdis,...) Vertical interpolation (ml2pl, ml2hl) Time interpolation (inttime, intyear)

98 Contributions Lensemble du groupe de travail Plate-forme :


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