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revision 1.83 by heimbach, Thu Sep 27 20:12:10 2001 UTC revision 1.92 by jmc, Sat Feb 8 02:09:20 2003 UTC
# Line 80  C     == Global variables === Line 80  C     == Global variables ===
80  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
81  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
82  # include "FFIELDS.h"  # include "FFIELDS.h"
83    # include "EOS.h"
84  # ifdef ALLOW_KPP  # ifdef ALLOW_KPP
85  #  include "KPP.h"  #  include "KPP.h"
86  # endif  # endif
 # ifdef ALLOW_GMREDI  
 #  include "GMREDI.h"  
 # endif  
87  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
88  #ifdef ALLOW_TIMEAVE  #ifdef ALLOW_TIMEAVE
89  #include "TIMEAVE_STATV.h"  #include "TIMEAVE_STATV.h"
# Line 100  C      |-- CALC_VISCOSITY Line 98  C      |-- CALC_VISCOSITY
98  C      |  C      |
99  C      |-- CALC_PHI_HYD    C      |-- CALC_PHI_HYD  
100  C      |  C      |
101    C      |-- STORE_PRESSURE
102    C      |
103  C      |-- MOM_FLUXFORM    C      |-- MOM_FLUXFORM  
104  C      |  C      |
105  C      |-- MOM_VECINV      C      |-- MOM_VECINV    
# Line 113  C      | Line 113  C      |
113  C      |-- OBCS_APPLY_UV  C      |-- OBCS_APPLY_UV
114  C      |  C      |
115  C      |-- CALL TIMEAVE_CUMUL_1T  C      |-- CALL TIMEAVE_CUMUL_1T
 C      |-- CALL TIMEAVE_CUMULATE  
116  C      |-- CALL DEBUG_STATS_RL  C      |-- CALL DEBUG_STATS_RL
117    
118  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
# Line 132  C                                      i Line 131  C                                      i
131  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
132  C                                      variable.  C                                      variable.
133  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above
134  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential.
135  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHyd is the hydrostatic
136  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
137  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHyd is the geopotential
138  C                      surface height anomaly.  C                      surface height anomaly.
139  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of Hydrostatic Potential
140  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction  C     phiSurfX, - gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
141    C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
142  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
143  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
144  C     bi, bj  C     bi, bj
# Line 148  C                      index into fVerTe Line 148  C                      index into fVerTe
148        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
149        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
150        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
151          _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
152          _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
153        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
154        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
155        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
156        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
157        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
158        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
       _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
   
 C This is currently used by IVDC and Diagnostics  
       _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
159    
160        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
161        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
# Line 167  C This is currently used by IVDC and Dia Line 163  C This is currently used by IVDC and Dia
163        INTEGER i, j        INTEGER i, j
164        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
165    
166  Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU        LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
167  c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff        EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
 c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE  
 c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE  
 Cjmc(end)  
168    
169  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
170  C  C
# Line 225  C     point numbers. This prevents spuri Line 218  C     point numbers. This prevents spuri
218  C     uninitialised but inert locations.  C     uninitialised but inert locations.
219        DO j=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
220         DO i=1-OLx,sNx+OLx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
         DO k=1,Nr  
          phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0  
          KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
         ENDDO  
221          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
222          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
223          phiSurfX(i,j) = 0. _d 0          phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
# Line 240  C     uninitialised but inert locations. Line 225  C     uninitialised but inert locations.
225         ENDDO         ENDDO
226        ENDDO        ENDDO
227    
228    C-- Call to routine for calculation of
229    C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
230    C   if desired:
231    #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
232          CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
233    #endif
234    
235  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
236  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
237  CHPF$ INDEPENDENT  CHPF$ INDEPENDENT
# Line 265  CHPF$&                  ) Line 257  CHPF$&                  )
257            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
258            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
259            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
260            ikey = (act1 + 1) + act2*max1            idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
261       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
262       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
263  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 273  CHPF$&                  ) Line 265  CHPF$&                  )
265  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
266          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
267           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
268              DO k=1,Nr
269               phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
270               KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
271               KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
272              ENDDO
273            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
274            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
275            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
276            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
277              dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
278              dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
279           ENDDO           ENDDO
280          ENDDO          ENDDO
281    
# Line 287  C--     Start computation of dynamics Line 286  C--     Start computation of dynamics
286          jMax = sNy+OLy-1          jMax = sNy+OLy-1
287    
288  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
289  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =
290    CADJ &     comlev1_bibj, key = idynkey, byte = isbyte
291  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
292    
293  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
# Line 301  C       (note: this loop will be replace Line 301  C       (note: this loop will be replace
301          ENDIF          ENDIF
302    
303  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
304  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
305  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
306  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_KPP
307  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
308  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
309  #endif /* ALLOW_KPP */  #endif /* ALLOW_KPP */
310  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
311    
# Line 332  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p Line 332  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p
332            kDown= 1+MOD(k,2)            kDown= 1+MOD(k,2)
333    
334  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
335           kkey = (ikey-1)*Nr + k           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
336    CADJ STORE pressure(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k ,
337    CADJ &     key=kkey , byte=isbyte
338  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
339    
340  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
# Line 343  C        distinguishe between Stagger an Line 345  C        distinguishe between Stagger an
345       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
346       I        gT, gS,       I        gT, gS,
347       U        phiHyd,       U        phiHyd,
348       I        myThid )       O        dPhiHydX, dPhiHydY,
349         I        myTime, myIter, myThid )
350           ELSE           ELSE
351             CALL CALC_PHI_HYD(             CALL CALC_PHI_HYD(
352       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
353       I        theta, salt,       I        theta, salt,
354       U        phiHyd,       U        phiHyd,
355       I        myThid )       O        dPhiHydX, dPhiHydY,
356         I        myTime, myIter, myThid )
357           ENDIF           ENDIF
358    
359    C        calculate pressure from phiHyd and store it on common block
360    C        variable pressure
361             CALL STORE_PRESSURE( bi, bj, k, phiHyd, myThid )
362    
363  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
364  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
365           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
366  #ifndef DISABLE_MOM_FLUXFORM  #ifndef DISABLE_MOM_FLUXFORM
367             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(
368       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
369       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,       I         phiHyd,dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,
370       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
371       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
372  #endif  #endif
373  #ifndef DISABLE_MOM_VECINV  #ifndef DISABLE_MOM_VECINV
374             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(
375       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
376       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,
377       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
378       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
379  #endif  #endif
380             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
381       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
382       I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,       I         phiHyd, dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
383       I         myIter, myThid)       I         myIter, myThid)
384    
385  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
# Line 398  C--      Apply open boundary conditions Line 406  C--      Apply open boundary conditions
406  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
407          ENDDO          ENDDO
408    
   
   
409  C--     Implicit viscosity  C--     Implicit viscosity
410          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
411  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
412            idkey = iikey + 3  CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
413  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
414            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
415       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 412  CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_ Line 417  CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_
417       U         gUNm1,       U         gUNm1,
418       I         myThid )       I         myThid )
419  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
420            idkey = iikey + 4  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
421  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
422            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
423       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 432  C--      Apply open boundary conditions Line 436  C--      Apply open boundary conditions
436    
437  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
438  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
439            idkey = iikey + 5  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
440  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
441            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
442       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 441  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_ Line 444  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_
444       U         vVelD,       U         vVelD,
445       I         myThid )       I         myThid )
446  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
447            idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
448  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
449            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
450       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 453  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_ Line 455  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_
455  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
456          ENDIF          ENDIF
457    
458  Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU  C- jmc: add for diagnostic of phiHyd
459  c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)          IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(diagFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
460  c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN       &       .AND. buoyancyRelation .NE. 'OCEANIC' ) THEN
461  c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1            CALL WRITE_LOCAL_RL('Ph','I10',Nr,phiHyd,
462  c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)       &                         bi,bj,1,myIter+1,myThid)
463  c       ENDIF          ENDIF
 Cjmc(end)  
464    
465  #ifdef ALLOW_TIMEAVE  #ifdef ALLOW_TIMEAVE
466          IF (taveFreq.GT.0.) THEN          IF (taveFreq.GT.0.) THEN
467            CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,            CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,
468       I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)       I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
           IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,  
      I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)  
           ENDIF  
469          ENDIF          ENDIF
470  #endif /* ALLOW_TIMEAVE */  #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
471    
472         ENDDO         ENDDO
473        ENDDO        ENDDO
474    
475    Cml(
476    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
477    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
478    C     has to be removed by something like the following subroutine:
479    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskH, maskH, rA, drF,
480    C     &                'phiHydLow', myThid )
481    Cml)
482    
483  #ifndef DISABLE_DEBUGMODE  #ifndef DISABLE_DEBUGMODE
484        If (debugMode) THEN        If (debugMode) THEN
485         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
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