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revision 1.93 by jmc, Tue Feb 11 04:05:32 2003 UTC revision 1.106 by jmc, Sat Jan 3 01:01:34 2004 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2  C $Name$  C $Name$
3    
4    #include "PACKAGES_CONFIG.h"
5  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
6    
7  CBOP  CBOP
# Line 72  C     == Global variables === Line 73  C     == Global variables ===
73  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
74  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
75  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
76    #ifdef ALLOW_CD_CODE
77    #include "CD_CODE_VARS.h"
78    #endif
79  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
80  #ifdef ALLOW_PASSIVE_TRACER  #ifdef ALLOW_PASSIVE_TRACER
81  #include "TR1.h"  #include "TR1.h"
# Line 85  C     == Global variables === Line 89  C     == Global variables ===
89  #  include "KPP.h"  #  include "KPP.h"
90  # endif  # endif
91  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #ifdef ALLOW_TIMEAVE  
 #include "TIMEAVE_STATV.h"  
 #endif  
92    
93  C     !CALLING SEQUENCE:  C     !CALLING SEQUENCE:
94  C     DYNAMICS()  C     DYNAMICS()
# Line 98  C      |-- CALC_VISCOSITY Line 99  C      |-- CALC_VISCOSITY
99  C      |  C      |
100  C      |-- CALC_PHI_HYD    C      |-- CALC_PHI_HYD  
101  C      |  C      |
 C      |-- STORE_PRESSURE  
 C      |  
102  C      |-- MOM_FLUXFORM    C      |-- MOM_FLUXFORM  
103  C      |  C      |
104  C      |-- MOM_VECINV      C      |-- MOM_VECINV    
# Line 130  C     fVer[STUV]               o fVer: V Line 129  C     fVer[STUV]               o fVer: V
129  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
130  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
131  C                                      variable.  C                                      variable.
132  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
133  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential.  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
134  C                      In z coords phiHyd is the hydrostatic  C                      (=pressure/rho0) anomaly
135  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
136  C                      In p coords phiHyd is the geopotential  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
137  C                      surface height anomaly.  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
138  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of Hydrostatic Potential  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
 C     phiSurfX, - gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)  
139  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
140  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
141  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
# Line 147  C     kDown, km1       are switched with Line 145  C     kDown, km1       are switched with
145  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
146        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
147        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
148        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
149          _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
150        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
151        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
       _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
152        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
153        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
154        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
# Line 211  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = Line 208  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] =
208  C---  C---
209  CEOP  CEOP
210    
 C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  
 C     These inital values do not alter the numerical results. They  
 C     just ensure that all memory references are to valid floating  
 C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to  
 C     uninitialised but inert locations.  
       DO j=1-OLy,sNy+OLy  
        DO i=1-OLx,sNx+OLx  
         rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhok   (i,j) = 0. _d 0  
         phiSurfX(i,j) = 0. _d 0  
         phiSurfY(i,j) = 0. _d 0  
        ENDDO  
       ENDDO  
   
211  C-- Call to routine for calculation of  C-- Call to routine for calculation of
212  C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,  C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
213  C   if desired:  C   if desired:
# Line 242  CHPF$ INDEPENDENT Line 225  CHPF$ INDEPENDENT
225  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
226  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
227  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
228  CHPF$&                  ,phiHyd  CHPF$&                  ,phiHydF
229  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
230  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
231  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 262  CHPF$&                  ) Line 245  CHPF$&                  )
245       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
246  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
247    
248  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
249          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These inital values do not alter the numerical results. They
250           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
251            DO k=1,Nr  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
252             phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0  C     uninitialised but inert locations.
253    
254            DO k=1,Nr
255             DO j=1-OLy,sNy+OLy
256              DO i=1-OLx,sNx+OLx
257             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
258             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
259    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
260    cph(
261    c--   need some re-initialisation here to break dependencies
262    c--   totphihyd is assumed zero from ini_pressure, i.e.
263    c--   avoiding iterate pressure p = integral of (g*rho(p)*dz)
264    cph)
265               totPhiHyd(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
266               gu(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
267               gv(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
268    #endif
269            ENDDO            ENDDO
270             ENDDO
271            ENDDO
272            DO j=1-OLy,sNy+OLy
273             DO i=1-OLx,sNx+OLx
274            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
275            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
276            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
277            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
278              phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
279              phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
280            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
281            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
282              phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
283              phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
284           ENDDO           ENDDO
285          ENDDO          ENDDO
286    
# Line 319  C--      Calculate the total vertical di Line 324  C--      Calculate the total vertical di
324         ENDDO         ENDDO
325  #endif  #endif
326    
327    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
328    CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
329    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
330    CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
331    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
332    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
333    
334  C--     Start of dynamics loop  C--     Start of dynamics loop
335          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
336    
# Line 333  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p Line 345  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p
345    
346  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
347           kkey = (idynkey-1)*Nr + k           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
348  CADJ STORE pressure(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k ,  c
349  CADJ &     key=kkey , byte=isbyte  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
350    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
351    CADJ STORE gt (:,:,k,bi,bj)
352    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
353    CADJ STORE gs (:,:,k,bi,bj)
354    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
355    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
356    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
357    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
358    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
359  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
360    
361  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
# Line 344  C        distinguishe between Stagger an Line 365  C        distinguishe between Stagger an
365             CALL CALC_PHI_HYD(             CALL CALC_PHI_HYD(
366       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
367       I        gT, gS,       I        gT, gS,
368       U        phiHyd,       U        phiHydF,
369       O        dPhiHydX, dPhiHydY,       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
370       I        myTime, myIter, myThid )       I        myTime, myIter, myThid )
371           ELSE           ELSE
372             CALL CALC_PHI_HYD(             CALL CALC_PHI_HYD(
373       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
374       I        theta, salt,       I        theta, salt,
375       U        phiHyd,       U        phiHydF,
376       O        dPhiHydX, dPhiHydY,       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
377       I        myTime, myIter, myThid )       I        myTime, myIter, myThid )
378           ENDIF           ENDIF
379    
 C        calculate pressure from phiHyd and store it on common block  
 C        variable pressure  
          CALL STORE_PRESSURE( bi, bj, k, phiHyd, myThid )  
   
380  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
381  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
382           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
383  #ifndef DISABLE_MOM_FLUXFORM  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
384             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(
385       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
386       I         phiHyd,dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,
387       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
388       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
389  #endif  #endif
390  #ifndef DISABLE_MOM_VECINV  #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
391             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(
392       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
393       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,
# Line 379  C        and step forward storing the re Line 396  C        and step forward storing the re
396  #endif  #endif
397             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
398       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
399       I         phiHyd, dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
400       I         myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
401    
402  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
403  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
404           IF (useOBCS) THEN             IF (useOBCS) THEN
405             CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
406           END IF             ENDIF
407  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
408    
 #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 #ifdef   INCLUDE_CD_CODE  
          ELSE  
            DO j=1-OLy,sNy+OLy  
              DO i=1-OLx,sNx+OLx  
                guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
              END DO  
            END DO  
 #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */  
 #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
409           ENDIF           ENDIF
410    
411    
412  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
413          ENDDO          ENDDO
414    
415  C--     Implicit viscosity  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
416          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN  #ifdef INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE
417            IF ( momImplVertAdv ) THEN
418              CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
419         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
420              CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
421         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
422            ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
423    #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
424            IF     ( implicitViscosity ) THEN
425    #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
426  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
427  CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
428    CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
429  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
430            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
431       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
432       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
433       U         gUNm1,       U         gU,
434       I         myThid )       I         myThid )
435  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
436  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
437    CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
438  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
439            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
440       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
441       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
442       U         gVNm1,       U         gV,
443       I         myThid )       I         myThid )
444            ENDIF
445    
446  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
447  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
448           IF (useOBCS) THEN          IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN
449             DO K=1,Nr             DO K=1,Nr
450               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
451             ENDDO             ENDDO
452           END IF          ENDIF
453  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
454    
455  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
456            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
457  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
458  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
459  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 451  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_ Line 470  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_
470       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
471       U         uVelD,       U         uVelD,
472       I         myThid )       I         myThid )
 #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */  
 C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  
473          ENDIF          ENDIF
474    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
475    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
476    
 C- jmc: add for diagnostic of phiHyd  
         IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(diagFreq,myTime+deltaTClock,myTime)  
      &       .AND. buoyancyRelation .NE. 'OCEANIC' ) THEN  
           CALL WRITE_LOCAL_RL('Ph','I10',Nr,phiHyd,  
      &                         bi,bj,1,myIter+1,myThid)  
         ENDIF  
   
 #ifdef ALLOW_TIMEAVE  
         IF (taveFreq.GT.0.) THEN  
           CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,  
      I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)  
         ENDIF  
 #endif /* ALLOW_TIMEAVE */  
   
477         ENDDO         ENDDO
478        ENDDO        ENDDO
479    
# Line 480  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow Line 485  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow
485  C     &                'phiHydLow', myThid )  C     &                'phiHydLow', myThid )
486  Cml)  Cml)
487    
488  #ifndef DISABLE_DEBUGMODE  #ifdef ALLOW_DEBUG
489        If (debugMode) THEN        If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
490         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
491         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
492         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
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