/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.18 by adcroft, Wed Jun 10 16:05:39 1998 UTC revision 1.48 by adcroft, Tue Mar 14 17:47:25 2000 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    
3  #include "CPP_EEOPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
4    
5        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
6  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
# Line 20  C     | ===== Line 20  C     | =====
20  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |
21  C     |      presently being developed.                          |  C     |      presently being developed.                          |
22  C     \==========================================================/  C     \==========================================================/
23          IMPLICIT NONE
24    
25  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
26  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
# Line 27  C     == Global variables === Line 28  C     == Global variables ===
28  #include "CG2D.h"  #include "CG2D.h"
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31    #include "GRID.h"
32    #ifdef ALLOW_KPP
33    #include "KPPMIX.h"
34    #endif
35    
36  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
37  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
38  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
39  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.
       INTEGER myThid  
40        _RL myTime        _RL myTime
41        INTEGER myIter        INTEGER myIter
42          INTEGER myThid
43    
44  C     == Local variables  C     == Local variables
45  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
46  C     uTrans, vTrans, wTrans - Per block temporaries holding flow transport  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
47  C     wVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              transport
48    C     rVel                     o uTrans: Zonal transport
49  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
50  C                              o wTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
51  C                              o wVel:   Vertical velocity at upper and lower  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and
52  C                                        cell faces.  C                                        lower cell faces.
53  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
54  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
55  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in
# Line 59  C                              o fVer: V Line 65  C                              o fVer: V
65  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
66  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
67  C                                      variable.  C                                      variable.
68  C     iMin, iMax - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level
69  C     jMin, jMax   are applied.  C                      below.
70    C     rhoKP1                                                                  
71    C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.
72    C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
73    C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
74    C                      pressure anomaly
75    C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
76    C                      surface height
77    C                      anomaly.
78    C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.
79    C     etaSurfY
80    C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation
81    C                      diffusion tensor.
82    C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.
83    C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
84    C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
85    C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
86    C     jMin, jMax       are applied.
87  C     bi, bj  C     bi, bj
88  C     k, kUp, kDown, kM1 - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown
89  C                          are switched with layer to be the appropriate index  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate
90  C                          into fVerTerm  C                      index into fVerTerm.
91        _RS xA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
92        _RS yA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
93        _RL uTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
94        _RL vTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
95        _RL wTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
96        _RL wVel  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
97        _RS maskC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
98        _RS maskUp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL aTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _RL xTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL cTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102        _RL mTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
103        _RL pTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
104        _RL fZon  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
105        _RL fMer  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
106        _RL fVerT (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
107        _RL fVerS (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
108        _RL fVerU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
109        _RL fVerV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
110        _RL pH    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
111        _RL rhokm1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
112        _RL rhokp1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
113        _RL rhotmp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
114        _RL pSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
115        _RL pSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
116        _RL K13   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
117        _RL K23   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
118        _RL K33   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
119        _RL KapGM (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
120        _RL KappaZT(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nz)        _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
121        _RL KappaZS(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nz)        _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
122          _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
123          _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
124          _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
125          _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
126          _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
127    
128    #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL
129          _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
130    #endif
131    
132        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
133        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
134        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
135        INTEGER i, j        INTEGER i, j
136        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, kM1, kUp, kDown
137          LOGICAL BOTTOM_LAYER
138    
139  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
140  C  C
# Line 116  C Line 149  C
149  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
150  C       ===================  C       ===================
151  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
152  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated
153  C         w = sum_z ( div. u[n] )  C         rVel = sum_r ( div. u[n] )
154  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
155    C         b   = b(rho, theta)
156  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
157  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], w, rho, Ph, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )
158  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], w, rho, Ph, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )
159  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], w, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
160  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], w, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
161  C  C
162  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
163  C       ================================  C       ================================
# Line 165  C     uninitialised but inert locations. Line 199  C     uninitialised but inert locations.
199          pTerm(i,j)   = 0. _d 0          pTerm(i,j)   = 0. _d 0
200          fZon(i,j)    = 0. _d 0          fZon(i,j)    = 0. _d 0
201          fMer(i,j)    = 0. _d 0          fMer(i,j)    = 0. _d 0
202          DO K=1,nZ          DO K=1,Nr
203           pH (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0
204           K13(i,j,k) = 0. _d 0           K13(i,j,k)  = 0. _d 0
205           K23(i,j,k) = 0. _d 0           K23(i,j,k)  = 0. _d 0
206           K33(i,j,k) = 0. _d 0           K33(i,j,k)  = 0. _d 0
207           KappaZT(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
208             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
209          ENDDO          ENDDO
210          rhokm1(i,j)  = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
211          rhokp1(i,j)  = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
212          rhotmp(i,j)  = 0. _d 0          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0
213          maskC (i,j)  = 0. _d 0          rhoTMP (i,j) = 0. _d 0
214            buoyKM1(i,j) = 0. _d 0
215            buoyK  (i,j) = 0. _d 0
216            maskC  (i,j) = 0. _d 0
217         ENDDO         ENDDO
218        ENDDO        ENDDO
219    
220    
221        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
222         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
223    
224  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
225          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
226           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
227            wTrans(i,j)  = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
228            wVel  (i,j,1) = 0. _d 0            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0
229            wVel  (i,j,2) = 0. _d 0            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0
230            fVerT(i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
231            fVerT(i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
232            fVerS(i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
233            fVerS(i,j,2) = 0. _d 0            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0
234            fVerU(i,j,1) = 0. _d 0            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0
235            fVerU(i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
236            fVerV(i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
237            fVerV(i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
238            pH(i,j,1) = 0. _d 0            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0
239            K13(i,j,1) = 0. _d 0            K13   (i,j,1) = 0. _d 0
240            K23(i,j,1) = 0. _d 0            K23   (i,j,1) = 0. _d 0
241            K33(i,j,1) = 0. _d 0            K33   (i,j,1) = 0. _d 0
242            KapGM(i,j) = 0. _d 0            KapGM (i,j)   = GMkbackground
243             ENDDO
244            ENDDO
245    
246            DO k=1,Nr
247             DO j=1-OLy,sNy+OLy
248              DO i=1-OLx,sNx+OLx
249    #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL
250               ConvectCount(i,j,k) = 0.
251    #endif
252               KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
253               KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
254              ENDDO
255           ENDDO           ENDDO
256          ENDDO          ENDDO
257    
# Line 209  C--     Set up work arrays that need val Line 260  C--     Set up work arrays that need val
260          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
261          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
262    
263    
264            K = 1
265            BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
266    
267    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
268  C--     Calculate gradient of surface pressure  C--     Calculate gradient of surface pressure
269          CALL GRAD_PSURF(          CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(
270       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
271       O       pSurfX,pSurfY,       O       etaSurfX,etaSurfY,
272       I       myThid)       I       myThid)
   
273  C--     Update fields in top level according to tendency terms  C--     Update fields in top level according to tendency terms
274          CALL CORRECTION_STEP(          CALL CORRECTION_STEP(
275       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,pSurfX,pSurfY,myThid)       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
276         I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
277    #ifdef ALLOW_OBCS
278            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )
279    #endif
280            IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
281    C--      Update fields in layer below according to tendency terms
282             CALL CORRECTION_STEP(
283         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
284         I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
285    #ifdef ALLOW_OBCS
286             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
287    #endif
288            ENDIF
289    #endif
290  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1
291    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
292          CALL FIND_RHO(          CALL FIND_RHO(
293       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 1, 1, eosType,       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
294       O     rhoKm1,       O     rhoKm1,
295       I     myThid )       I     myThid )
296  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  #endif
         CALL CALC_PH(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,rhoKm1,rhoKm1,  
      U      pH,  
      I      myThid )  
         DO J=jMin,jMax  
          DO I=iMin,iMax  
           rhoKp1(I,J)=rhoKm1(I,J)  
          ENDDO  
         ENDDO  
297    
298          DO K=2,Nz          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
299  C--     Update fields in Kth level according to tendency terms  #ifdef ALLOW_KPP
300          CALL CORRECTION_STEP(       &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing
301       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,pSurfX,pSurfY,myThid)  #endif
302  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K-1 level       &     ) THEN
303  copt    CALL FIND_RHO(  C--      Check static stability with layer below
304  copt I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K-1, eosType,  C--      and mix as needed.
305  copt O     rhoKm1,  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
306  copt I     myThid )           CALL FIND_RHO(
307  C       rhoKm1=rhoKp1       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,
308          DO J=jMin,jMax       O      rhoKp1,
309           DO I=iMin,iMax       I      myThid )
310            rhoKm1(I,J)=rhoKp1(I,J)  #endif
311           ENDDO  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
312          ENDDO           CALL CONVECT(
313  C--     Density of K level (below W(K)) reference to K level       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
314          CALL FIND_RHO(       U       ConvectCount,
315       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,       I       myTime,myIter,myThid)
316       O     rhoKp1,  #endif
317       I     myThid )  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
318  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K level           IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(
319          CALL FIND_RHO(       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
320       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K, eosType,       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
321       O     rhotmp,       I       myTime,myIter,myThid)
322       I     myThid )  C--      Recompute density after mixing
323  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
324          CALL CALC_ISOSLOPES(           CALL FIND_RHO(
325       I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
326       I            rhoKm1, rhoKp1, rhotmp,       O      rhoKm1,
327       O            K13, K23, K33, KapGM,       I      myThid )
328       I            myThid )  #endif
329  C--     Calculate static stability and mix where convectively unstable          ENDIF
330          CALL CONVECT(  C--     Calculate buoyancy
331       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhotmp,rhoKp1,          CALL CALC_BUOYANCY(
332       I      myTime,myIter,myThid)       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,
333  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K-1 level       O      buoyKm1,
334          CALL FIND_RHO(       I      myThid )
335       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K-1, eosType,  C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
336       O     rhoKm1,  C--     phiHyd(z=0)=0
337       I     myThid )          CALL CALC_PHI_HYD(
338  C--     Density of K level (below W(K)) referenced to K level       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,
339          CALL FIND_RHO(       U      phiHyd,
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,  
      O     rhoKp1,  
      I     myThid )  
 C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  
         CALL CALC_PH(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,  
      U      pH,  
340       I      myThid )       I      myThid )
341    
342            DO K=2,Nr
343             BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
344    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
345             IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
346    C--       Update fields in layer below according to tendency terms
347              CALL CORRECTION_STEP(
348         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
349         I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
350    #ifdef ALLOW_OBCS
351              IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
352    #endif
353             ENDIF
354    #endif
355    C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level
356    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
357             CALL FIND_RHO(
358         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,
359         O      rhoK,
360         I      myThid )
361    #endif
362             IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
363    #ifdef ALLOW_KPP
364         &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing
365    #endif
366         &      ) THEN
367    C--       Check static stability with layer below and mix as needed.
368    C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.
369    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
370              CALL FIND_RHO(
371         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,
372         O       rhoKp1,
373         I       myThid )
374    #endif
375    #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
376              CALL CONVECT(
377         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,
378         U        ConvectCount,
379         I        myTime,myIter,myThid)
380    #endif
381    C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
382             IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(
383         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
384         U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
385         I       myTime,myIter,myThid)
386    C--       Recompute density after mixing
387    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
388              CALL FIND_RHO(
389         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
390         O       rhoK,
391         I       myThid )
392    #endif
393             ENDIF
394    C--      Calculate buoyancy
395             CALL CALC_BUOYANCY(
396         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoK,
397         O       buoyK,
398         I       myThid )
399    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
400    C--      phiHyd(z=0)=0
401             CALL CALC_PHI_HYD(
402         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,
403         U        phiHyd,
404         I        myThid )
405    C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
406    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
407             CALL FIND_RHO(
408         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,
409         O        rhoTmp,
410         I        myThid )
411    #endif
412    #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL
413             CALL CALC_ISOSLOPES(
414         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
415         I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,
416         O        K13, K23, K33, KapGM,
417         I        myThid )
418    #endif
419             DO J=jMin,jMax
420              DO I=iMin,iMax
421    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
422               rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)
423    #endif
424               buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)
425              ENDDO
426             ENDDO
427          ENDDO ! K          ENDDO ! K
428    
429  C--     Initial boundary condition on barotropic divergence integral  #ifdef ALLOW_KPP
430          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C--     Compute KPP mixing coefficients
431           DO i=1-OLx,sNx+OLx          IF (usingKPPmixing) THEN
432            cg2d_b(i,j,bi,bj) = 0. _d 0           CALL TIMER_START('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'
433           ENDDO       I          , myThid)
434          ENDDO           CALL KVMIX(
435         I               bi, bj, myTime, myThid )
436             CALL TIMER_STOP ('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'
437         I        , myThid)
438            ENDIF
439    #endif
440    
441            DO K = Nr, 1, -1
442    
         DO K = Nz, 1, -1  
443           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)
444           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above
445           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer
# Line 307  C--     Initial boundary condition on ba Line 451  C--     Initial boundary condition on ba
451  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
452           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
453       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
454       O        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,wVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,
455       I        myThid)       I        myThid)
456    #ifdef ALLOW_OBCS
457            IF (openBoundaries) THEN
458             CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, K, Kup, rTrans, rVel, myThid )
459            ENDIF
460    #endif
461    #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
462  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
463           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
464       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
465       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,
466       O        KappaZT,KappaZS,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
467       I        myThid)       I        myThid)
468    #endif
469  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  C--      Calculate accelerations in the momentum equations
470           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
471            CALL CALC_MOM_RHS(            CALL CALC_MOM_RHS(
472       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
473       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,wVel,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,
474       I         pH,       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
475       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,
476       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,
477       I         myThid)       I         myTime, myThid)
478           ENDIF           ENDIF
   
479  C--      Calculate active tracer tendencies  C--      Calculate active tracer tendencies
480           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
481            CALL CALC_GT(            CALL CALC_GT(
482       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
483       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
484       I         K13,K23,KappaZT,KapGM,       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,
485       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,
486       I         myThid)       I         myTime, myThid)
487           ENDIF           ENDIF
488           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
489            CALL CALC_GS(            CALL CALC_GS(
490       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
491       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
492       I         K13,K23,KappaZS,KapGM,       I         K13,K23,KappaRS,KapGM,
493       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,
494       I         myThid)       I         myTime, myThid)
495           ENDIF           ENDIF
496    #ifdef ALLOW_OBCS
497    C--      Calculate future values on open boundaries
498             IF (openBoundaries) THEN
499    Caja      CALL CYCLE_OBCS( K, bi, bj, myThid )
500              CALL SET_OBCS( K, bi, bj, myTime+deltaTclock, myThid )
501             ENDIF
502    #endif
503  C--      Prediction step (step forward all model variables)  C--      Prediction step (step forward all model variables)
504           CALL TIMESTEP(           CALL TIMESTEP(
505       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
506       I       myThid)       I       myIter, myThid)
507    #ifdef ALLOW_OBCS
508    C--      Apply open boundary conditions
509             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )
510    #endif
511    C--      Freeze water
512             IF (allowFreezing)
513         &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )
514    
515    #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS
516  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields
517           CALL DIV_G(           CALL CALC_DIV_GHAT(
518       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
519       I       xA,yA,       I       xA,yA,
520       I       myThid)       I       myThid)
521    #endif /* DIVG_IN_DYNAMICS */
522    
523    C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)
524    #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE
525             IF (taveFreq.GT.0.) THEN
526              CALL DO_TIME_AVERAGES(
527         I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,
528         I                           K13, K23, rVel, KapGM, ConvectCount,
529         I                           myThid )
530             ENDIF
531    #endif
532    
533    
534          ENDDO ! K          ENDDO ! K
535    
536  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
537          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
538           CALL IMPLDIFF( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,           IF (tempStepping) CALL IMPLDIFF(
539       I                  KappaZT,KappaZS,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
540       I                  myThid )       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,
541          ENDIF       U         gTNm1,
542         I         myThid )
543             IF (saltStepping) CALL IMPLDIFF(
544         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
545         I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,
546         U         gSNm1,
547         I         myThid )
548            ENDIF ! implicitDiffusion
549    C--     Implicit viscosity
550            IF (implicitViscosity) THEN
551             IF (momStepping) THEN
552              CALL IMPLDIFF(
553         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
554         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
555         U         gUNm1,
556         I         myThid )
557              CALL IMPLDIFF(
558         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
559         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
560         U         gVNm1,
561         I         myThid )
562    #ifdef INCLUDE_CD_CODE
563              CALL IMPLDIFF(
564         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
565         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
566         U         vVelD,
567         I         myThid )
568              CALL IMPLDIFF(
569         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
570         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
571         U         uVelD,
572         I         myThid )
573    #endif
574             ENDIF ! momStepping
575            ENDIF ! implicitViscosity
576    
577         ENDDO         ENDDO
578        ENDDO        ENDDO
579    
580        write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),
581       &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))
582        write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),
583       &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
584        write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),
585       &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
586    C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',
587    C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),
588    C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)
589    C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',
590    C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),
591    C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)
592  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),
593  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))
594  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),
595  cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))  cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))
596  cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),  cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),
597  cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))  cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))
598        write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
599       &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
600        write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
601       &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
602        write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
603       &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
604        write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
605       &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
606  cblk  write(0,*) 'dynamics: pH ',minval(pH/(Gravity*Rhonil)),  C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),
607  cblk &                           maxval(pH/(Gravity*Rhonil))  C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))
608    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,
609    C    &Nr, 1, myThid )
610    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,
611    C    &Nr, 1, myThid )
612    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,
613    C    &Nr, 1, myThid )
614    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,
615    C    &Nr, 1, myThid )
616    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,
617    C    &Nr, 1, myThid )
618    
619    
620        RETURN        RETURN
621        END        END
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