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Dev flo

mapping/examples/config_2020a_4DVARQG.py

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+#!/usr/bin/env python3
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""
+Created on Wed Jan  6 19:20:42 2021
+
+@author: leguillou
+"""
+
+name_experiment = '2020a_4DVARQG_13'
+
+#################################################################################################################################
+# Global libraries     
+#################################################################################################################################
+
+from datetime import datetime,timedelta
+
+#################################################################################################################################
+# EXPERIMENTAL PARAMETERS
+#################################################################################################################################
+EXP = dict(
+
+    name_experiment = name_experiment, # name of the experiment
+
+    saveoutputs = True, # save outputs flag (True or False)
+
+    name_exp_save = name_experiment, # name of output files
+
+    path_save = f'../outputs/2020a_4DVARQG/{name_experiment}', # path of output files
+
+    tmp_DA_path = f"../scratch/2020a_4DVARQG/{name_experiment}", # temporary data assimilation directory path,
+
+    init_date = datetime(2012,10,1,0), # initial date (yyyy,mm,dd,hh) 
+
+    final_date = datetime(2012,12,4,0),  # final date (yyyy,mm,dd,hh) 
+
+    assimilation_time_step = timedelta(hours=6),  
+
+    saveoutput_time_step = timedelta(hours=6),  # time step at which the states are saved 
+
+    flag_plot = 0,
+
+)
+
+#################################################################################################################################
+# GRID parameters
+#################################################################################################################################
+NAME_GRID = 'myGRID'
+
+myGRID = dict(
+
+    super = 'GRID_CAR',
+
+    lon_min = 295.,                                        # domain min longitude
+
+    lon_max = 305.,                                        # domain max longitude
+
+    lat_min = 33.,                                         # domain min latitude
+
+    lat_max = 43.,                                         # domain max latitude
+
+    dx = 10.,                                              # grid spacinng in km
+
+)
+
+#################################################################################################################################
+# Model parameters
+#################################################################################################################################
+NAME_MOD = 'myMOD'
+
+
+myMOD = dict(
+
+    super = 'MOD_QG1L_JAX',
+
+    name_var = {'SSH':'ssh'},
+
+    dtmodel = 600, # model timestep
+
+    time_scheme = 'rk2',
+
+    c0 = 2.7,
+
+)
+
+#################################################################################################################################
+# BOUNDARY CONDITIONS
+#################################################################################################################################
+NAME_BC = 'myBC' # For now, only BC_EXT is available
+
+myBC = dict(
+
+    super = 'BC_EXT',
+
+    file = '../../data/2020a_SSH_mapping_NATL60/2020a_SSH_mapping_NATL60_DUACS_swot_en_j1_tpn_g2.nc', # netcdf file(s) in whihch the boundary conditions fields are stored
+
+    name_lon = 'lon',
+
+    name_lat = 'lat',
+
+    name_time = 'time',
+
+    name_var = {'SSH':'gssh'}, # name of the boundary conditions variable
+
+    name_mod_var = {'SSH':'ssh'},
+
+)
+
+#################################################################################################################################
+# OBSERVATIONAL OPERATORS
+#################################################################################################################################
+NAME_OBSOP = 'myOBSOP'
+
+myOBSOP = dict(
+
+    super = 'OBSOP_INTERP',
+
+    path_save = None, # Directory where to save observational operator
+
+    compute_op = False, # Force computing H 
+
+    Npix = 4, # Number of pixels to perform projection y=Hx
+
+    mask_coast = False,
+
+    mask_borders = False,
+
+)
+
+#################################################################################################################################
+# Reduced basis parameters
+#################################################################################################################################
+
+NAME_BASIS = 'myBASIS'
+
+myBASIS = dict(
+
+    super = 'BASIS_BM',
+
+    flux = False,
+
+    save_wave_basis = False, # save the basis matrix in tmp_DA_path. If False, the matrix is stored in line
+
+    wavelet_init = True, # Estimate the initial state 
+
+    name_mod_var = 'ssh',
+
+    facns = 1., #factor for wavelet spacing= space
+
+    facnlt = 2., #factor for wavelet spacing= time
+
+    npsp= 3.5, # Defines the wavelet shape
+
+    facpsp= 1.5, # factor to fix df between wavelets
+
+    lmin= 80, # minimal wavelength (in km)
+
+    lmax= 970., # maximal wavelength (in km)
+
+    lmeso = 300, # Largest mesoscale wavelenght 
+
+    tmeso = 10, # Largest mesoscale time of decorrelation 
+
+    sloptdec = -.5, # Slope such as tdec = lambda^slope where lamda is the wavelength
+
+    factdec = .5, # factor to be multiplied to the computed time of decorrelation 
+
+    tdecmin = 0., # minimum time of decorrelation 
+
+    tdecmax = 20., # maximum time of decorrelation 
+
+    facQ= 1, # factor to be multiplied to the estimated Q
+
+    Qmax = .03 , # Maximim Q, such as lambda>lmax => Q=Qmax where lamda is the wavelength
+
+    slopQ = -2 # Slope such as Q = lambda^slope where lamda is the wavelength
+
+)
+
+
+#################################################################################################################################
+# Analysis parameters
+#################################################################################################################################
+NAME_INV = 'myINV'
+
+myINV = dict(
+
+    super = 'INV_4DVAR',
+
+    compute_test = False, # TLM, ADJ & GRAD tests
+
+    gtol = 1e-3, # Gradient norm must be less than gtol before successful termination.
+
+    maxiter = 2000, # Maximal number of iterations for the minimization process
+
+    opt_method = 'L-BFGS-B', # method for scipy.optimize.minimize
+
+    save_minimization = False, # save cost function and its gradient at each iteration 
+
+    timestep_checkpoint = timedelta(hours=6), #  timesteps separating two consecutive analysis 
+
+    sigma_R = 1e-2, # Observational standard deviation
+
+    prec = True, # preconditoning
+
+)
+
+#################################################################################################################################
+# Observation parameters
+#################################################################################################################################
+NAME_OBS = ['J1','EN','TPN','G2','SWOT']
+
+J1 = dict(
+
+    super = 'OBS_SSH_NADIR',
+
+    path = '../../data/2020a_SSH_mapping_NATL60/dc_obs/2020a_SSH_mapping_NATL60_jason1.nc',
+
+    name_time = 'time',
+
+    name_lon = 'lon',
+
+    name_lat = 'lat',
+
+    name_var = {'SSH':'ssh_model'},
+
+)
+
+EN = dict(
+
+    super = 'OBS_SSH_NADIR',
+
+    path = '../../data/2020a_SSH_mapping_NATL60/dc_obs/2020a_SSH_mapping_NATL60_envisat.nc',
+
+    name_time = 'time',
+
+    name_lon = 'lon',
+
+    name_lat = 'lat',
+
+    name_var = {'SSH':'ssh_model'},
+
+)
+
+TPN = dict(
+
+    super = 'OBS_SSH_NADIR',
+
+    path = '../../data/2020a_SSH_mapping_NATL60/dc_obs/2020a_SSH_mapping_NATL60_topex-poseidon_interleaved.nc',
+
+    name_time = 'time',
+
+    name_lon = 'lon',
+
+    name_lat = 'lat',
+
+    name_var = {'SSH':'ssh_model'},
+
+)
+
+G2 = dict(
+
+    super = 'OBS_SSH_NADIR',
+
+    path = '../../data/2020a_SSH_mapping_NATL60/dc_obs/2020a_SSH_mapping_NATL60_geosat2.nc',
+
+    name_time = 'time',
+
+    name_lon = 'lon',
+
+    name_lat = 'lat',
+
+    name_var = {'SSH':'ssh_model'},
+
+)
+
+SWOT = dict(
+
+    super = 'OBS_SSH_SWATH',
+
+    path = '../../data/2020a_SSH_mapping_NATL60/dc_obs/2020a_SSH_mapping_NATL60_karin_swot.nc',
+
+    name_time = 'time',
+
+    name_lon = 'lon',
+
+    name_lat = 'lat',
+
+    name_xac = 'x_ac',
+
+    name_var = {'SSH':'ssh_model'},
+
+)
+
+#################################################################################################################################
+# Diagnostics
+#################################################################################################################################
+NAME_DIAG = 'myDIAG'
+
+myDIAG = dict(
+
+    super = 'DIAG_OSSE',
+
+    name_ref = '../../data/2020a_SSH_mapping_NATL60/dc_ref/NATL60-CJM165_GULFSTREAM*.nc',
+
+    time_min = datetime(2012,10,22,0),
+
+    time_max = datetime(2012,12,2,0),
+
+    name_ref_time = 'time',
+
+    name_ref_lon = 'lon',
+
+    name_ref_lat = 'lat',
+
+    name_ref_var = 'sossheig',
+
+    options_ref = {'combine':'nested', 'concat_dim':'time', 'parallel':True},
+
+    name_exp_var = 'ssh'
+
+)