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revision 1.48 by adcroft, Tue Mar 14 17:47:25 2000 UTC revision 1.52 by adcroft, Thu Jun 29 18:49:50 2000 UTC
# 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    c
24    c     changed: Patrick Heimbach heimbach@mit.edu 6-Jun-2000
25    c              - computation of ikey wrong for nTx,nTy > 1
26    c                and/or nsx,nsy > 1: act1 and act2 were
27    c                mixed up.
28    
29        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
30    
31  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
# Line 29  C     == Global variables === Line 35  C     == Global variables ===
35  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
36  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
37  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
38  #ifdef ALLOW_KPP  
39  #include "KPPMIX.h"  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
40    #include "tamc.h"
41    #include "tamc_keys.h"
42  #endif  #endif
43    
44  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
# Line 77  C                      surface height Line 85  C                      surface height
85  C                      anomaly.  C                      anomaly.
86  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.
87  C     etaSurfY  C     etaSurfY
 C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation  
 C                      diffusion tensor.  
 C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.  
88  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
89  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
90  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
# Line 116  C                      index into fVerTe Line 121  C                      index into fVerTe
121        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
122        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
123        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
124        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
125        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
126        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
127        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
128          _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
129          _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
130          _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
131    
132  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
133    C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL
134        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
135  #endif  C #endif
136    
137        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
138        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
# Line 136  C                      index into fVerTe Line 141  C                      index into fVerTe
141        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, kM1, kUp, kDown
142        LOGICAL BOTTOM_LAYER        LOGICAL BOTTOM_LAYER
143    
144    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
145          INTEGER    isbyte
146          PARAMETER( isbyte = 4 )
147    
148          INTEGER act1, act2, act3, act4
149          INTEGER max1, max2, max3
150          INTEGER iikey, kkey
151          INTEGER maximpl
152    #endif
153    
154  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
155  C  C
156  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 181  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = Line 196  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] =
196  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
197  C---  C---
198    
199    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
200    C--   dummy statement to end declaration part
201          ikey = 1
202    #endif
203    
204  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
205  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
206  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
# Line 201  C     uninitialised but inert locations. Line 221  C     uninitialised but inert locations.
221          fMer(i,j)    = 0. _d 0          fMer(i,j)    = 0. _d 0
222          DO K=1,Nr          DO K=1,Nr
223           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0
          K13(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K23(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K33(i,j,k)  = 0. _d 0  
224           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
225           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
226             sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
227             sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0
228             sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0
229          ENDDO          ENDDO
230          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
231          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
# Line 218  C     uninitialised but inert locations. Line 238  C     uninitialised but inert locations.
238        ENDDO        ENDDO
239    
240    
241    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
242    C--   HPF directive to help TAMC
243    !HPF$ INDEPENDENT
244    #endif
245    
246        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
247    
248    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
249    C--    HPF directive to help TAMC
250    !HPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
251    !HPF$&                  ,phiHyd,
252    !HPF$&                  ,utrans,vtrans,maskc,xA,yA
253    !HPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
254    !HPF$&                  )
255    #endif
256    
257         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
258    
259    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
260              act1 = bi - myBxLo(myThid)
261              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
262    
263              act2 = bj - myByLo(myThid)
264              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
265    
266              act3 = myThid - 1
267              max3 = nTx*nTy
268    
269              act4 = ikey_dynamics - 1
270    
271              ikey = (act1 + 1) + act2*max1
272         &                      + act3*max1*max2
273         &                      + act4*max1*max2*max3
274    #endif
275    
276  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
277          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
278           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
# Line 236  C--     Set up work arrays that need val Line 288  C--     Set up work arrays that need val
288            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
289            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
290            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0
           K13   (i,j,1) = 0. _d 0  
           K23   (i,j,1) = 0. _d 0  
           K33   (i,j,1) = 0. _d 0  
           KapGM (i,j)   = GMkbackground  
291           ENDDO           ENDDO
292          ENDDO          ENDDO
293    
# Line 274  C--     Update fields in top level accor Line 322  C--     Update fields in top level accor
322          CALL CORRECTION_STEP(          CALL CORRECTION_STEP(
323       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
324       I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)       I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
325    
326  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
327          IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )          IF (openBoundaries) THEN
328    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
329    CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
330    CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
331    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
332    CADJ STORE salt(:,:,k,bi,bj)   = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
333    #endif
334               CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )
335            END IF
336  #endif  #endif
337    
338          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
339  C--      Update fields in layer below according to tendency terms  C--      Update fields in layer below according to tendency terms
340           CALL CORRECTION_STEP(           CALL CORRECTION_STEP(
341       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
342       I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)       I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
343  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
344           IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )           IF (openBoundaries) THEN
345    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
346    CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
347    CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
348    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
349    CADJ STORE salt(:,:,k,bi,bj)   = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
350    #endif
351                CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
352             END IF
353  #endif  #endif
354          ENDIF          ENDIF
355  #endif  #endif
356  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1
357  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
358    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
359    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
360    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
361    #endif
362          CALL FIND_RHO(          CALL FIND_RHO(
363       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
364       O     rhoKm1,       O     rhoKm1,
# Line 296  C--     Density of 1st level (below W(1) Line 366  C--     Density of 1st level (below W(1)
366  #endif  #endif
367    
368          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
 #ifdef ALLOW_KPP  
      &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing  
 #endif  
369       &     ) THEN       &     ) THEN
370  C--      Check static stability with layer below  C--      Check static stability with layer below
371  C--      and mix as needed.  C--      and mix as needed.
372  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
373    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
374    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
375    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
376    #endif
377           CALL FIND_RHO(           CALL FIND_RHO(
378       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,
379       O      rhoKp1,       O      rhoKp1,
380       I      myThid )       I      myThid )
381  #endif  #endif
382    
383  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
384    
385    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
386    CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
387    CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
388    #endif
389           CALL CONVECT(           CALL CONVECT(
390       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
391       U       ConvectCount,       U       ConvectCount,
392       I       myTime,myIter,myThid)       I       myTime,myIter,myThid)
393    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
394    CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)
395    CADJ &     = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
396    CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)
397    CADJ &     = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
398  #endif  #endif
399    
400    #endif
401    
402  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
403           IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(           IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(
404       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
405       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
406       I       myTime,myIter,myThid)       I       myTime,myIter,myThid)
407    CRG: do we need do store STORE KappaRT, KappaRS ?
408    
409  C--      Recompute density after mixing  C--      Recompute density after mixing
410  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
411           CALL FIND_RHO(           CALL FIND_RHO(
# Line 338  C--     phiHyd(z=0)=0 Line 425  C--     phiHyd(z=0)=0
425       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,
426       U      phiHyd,       U      phiHyd,
427       I      myThid )       I      myThid )
428            CALL GRAD_SIGMA(
429         I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
430         I            rhoKm1, rhoKm1, rhoKm1,
431         O            sigmaX, sigmaY, sigmaR,
432         I            myThid )
433    
434    C--     Start of downward loop
435          DO K=2,Nr          DO K=2,Nr
436    
437    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
438             kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1
439    #endif
440    
441           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
442    
443  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
444           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
445  C--       Update fields in layer below according to tendency terms  C--       Update fields in layer below according to tendency terms
# Line 348  C--       Update fields in layer below a Line 447  C--       Update fields in layer below a
447       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
448       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
449  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
450            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )            IF (openBoundaries) THEN
451    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
452    CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
453    CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
454    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
455    CADJ STORE salt(:,:,k,bi,bj)   = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
456    #endif
457                 CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
458              END IF
459  #endif  #endif
460           ENDIF           ENDIF
461  #endif  #endif
462    
463  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level
464  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
465    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
466    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
467    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
468    #endif
469           CALL FIND_RHO(           CALL FIND_RHO(
470       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,
471       O      rhoK,       O      rhoK,
472       I      myThid )       I      myThid )
473  #endif  #endif
474           IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)           IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
 #ifdef ALLOW_KPP  
      &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing  
 #endif  
475       &      ) THEN       &      ) THEN
476  C--       Check static stability with layer below and mix as needed.  C--       Check static stability with layer below and mix as needed.
477  C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.  C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.
478  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
479    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
480    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
481    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
482    #endif
483            CALL FIND_RHO(            CALL FIND_RHO(
484       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,
485       O       rhoKp1,       O       rhoKp1,
486       I       myThid )       I       myThid )
487  #endif  #endif
488    
489    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
490    CADJ STORE rhok  (:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
491    CADJ STORE rhoKm1(:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
492    CADJ STORE rhoKp1(:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
493    #endif
494    
495  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
496            CALL CONVECT(            CALL CONVECT(
497       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,
498       U        ConvectCount,       U        ConvectCount,
499       I        myTime,myIter,myThid)       I        myTime,myIter,myThid)
500    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
501    CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)
502    CADJ &     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
503    CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)
504    CADJ &     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
505    #endif
506  #endif  #endif
507    
508  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
509           IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(           IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
510                CALL CALC_IVDC(
511       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
512       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
513       I       myTime,myIter,myThid)       I       myTime,myIter,myThid)
514    CRG: do we need do store STORE KappaRT, KappaRS ?
515             END IF
516    
517  C--       Recompute density after mixing  C--       Recompute density after mixing
518  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
519            CALL FIND_RHO(            CALL FIND_RHO(
# Line 409  C--      Calculate iso-neutral slopes fo Line 540  C--      Calculate iso-neutral slopes fo
540       O        rhoTmp,       O        rhoTmp,
541       I        myThid )       I        myThid )
542  #endif  #endif
543  #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL           CALL GRAD_SIGMA(
544           CALL CALC_ISOSLOPES(       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
545       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,       I             rhoK, rhotmp, rhoK,
546       I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
547       O        K13, K23, K33, KapGM,       I             myThid )
548       I        myThid )  
549  #endif  
550           DO J=jMin,jMax           DO J=jMin,jMax
551            DO I=iMin,iMax            DO I=iMin,iMax
552  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
# Line 424  C--      Calculate iso-neutral slopes fo Line 555  C--      Calculate iso-neutral slopes fo
555             buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)             buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)
556            ENDDO            ENDDO
557           ENDDO           ENDDO
558          ENDDO ! K          ENDDO
559    C--     end of k loop
560    
561    #ifdef ALLOW_GMREDI
562    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
563    CADJ STORE rhoTmp(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
564    CADJ STORE rhok  (:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
565    CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
566    #endif
567            DO K=1, Nr
568             IF (use_GMRedi) CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
569         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
570         I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
571         I             myThid )
572            ENDDO
573    #endif
574    
575    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
576    CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
577    CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
578    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
579    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte
580    #endif
581    
582  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_KPP
583  C--     Compute KPP mixing coefficients  C--     Compute KPP mixing coefficients
584          IF (usingKPPmixing) THEN          CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)
585           CALL TIMER_START('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'          CALL KPP_CALC(
      I          , myThid)  
          CALL KVMIX(  
586       I               bi, bj, myTime, myThid )       I               bi, bj, myTime, myThid )
587           CALL TIMER_STOP ('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'          CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)
      I        , myThid)  
         ENDIF  
588  #endif  #endif
589    
590    C--     Start of upward loop
591          DO K = Nr, 1, -1          DO K = Nr, 1, -1
592    
593           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)
594           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
595           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
596    
597           iMin = 1-OLx+2           iMin = 1-OLx+2
598           iMax = sNx+OLx-1           iMax = sNx+OLx-1
599           jMin = 1-OLy+2           jMin = 1-OLy+2
600           jMax = sNy+OLy-1           jMax = sNy+OLy-1
601    
602    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
603             kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1
604    #endif
605    
606    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
607    CADJ STORE rvel  (:,:,kDown)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
608    CADJ STORE rTrans(:,:)        = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
609    CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
610    CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
611    #endif
612    
613  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
614           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
615       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
616       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,
617       I        myThid)       I        myThid)
618    
619  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
620          IF (openBoundaries) THEN          IF (openBoundaries) THEN
621           CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, K, Kup, rTrans, rVel, myThid )           CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, K, Kup, rTrans, rVel, myThid )
622          ENDIF          ENDIF
623  #endif  #endif
624    
625  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
626  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
627           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
628       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
629       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,       I        maskC,maskUp,
630       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
631       I        myThid)       I        myThid)
632  #endif  #endif
# Line 475  C--      Calculate accelerations in the Line 639  C--      Calculate accelerations in the
639       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,
640       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,
641       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
642    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
643    #ifdef INCLUDE_CD_CODE
644             ELSE
645                DO j=1-OLy,sNy+OLy
646                   DO i=1-OLx,sNx+OLx
647                      guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
648                      gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
649                   END DO
650                END DO
651    #endif
652    #endif
653           ENDIF           ENDIF
654  C--      Calculate active tracer tendencies  C--      Calculate active tracer tendencies
655           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
656            CALL CALC_GT(            CALL CALC_GT(
657       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
658       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
659       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,       I         KappaRT,
660       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,
661       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
662           ENDIF           ENDIF
# Line 489  C--      Calculate active tracer tendenc Line 664  C--      Calculate active tracer tendenc
664            CALL CALC_GS(            CALL CALC_GS(
665       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
666       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
667       I         K13,K23,KappaRS,KapGM,       I         KappaRS,
668       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,
669       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
670           ENDIF           ENDIF
# Line 506  C--      Prediction step (step forward a Line 681  C--      Prediction step (step forward a
681       I       myIter, myThid)       I       myIter, myThid)
682  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
683  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
684           IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )           IF (openBoundaries) THEN
685    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
686    CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
687    CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
688    CADJ STORE gwnm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
689    #endif
690                CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )
691             END IF
692  #endif  #endif
693  C--      Freeze water  C--      Freeze water
694           IF (allowFreezing)           IF (allowFreezing) THEN
695       &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
696    CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte
697    #endif
698                CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )
699             END IF
700    
701  #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS  #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS
702  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields
# Line 525  C--      Cumulative diagnostic calculati Line 711  C--      Cumulative diagnostic calculati
711           IF (taveFreq.GT.0.) THEN           IF (taveFreq.GT.0.) THEN
712            CALL DO_TIME_AVERAGES(            CALL DO_TIME_AVERAGES(
713       I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,       I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,
714       I                           K13, K23, rVel, KapGM, ConvectCount,       I                           rVel, ConvectCount,
715       I                           myThid )       I                           myThid )
716           ENDIF           ENDIF
717  #endif  #endif
# Line 533  C--      Cumulative diagnostic calculati Line 719  C--      Cumulative diagnostic calculati
719    
720          ENDDO ! K          ENDDO ! K
721    
722    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
723               maximpl = 6
724               iikey = (ikey-1)*maximpl
725    #endif
726    
727  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
728          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
729           IF (tempStepping) CALL IMPLDIFF(  
730             IF (tempStepping) THEN
731    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
732                idkey = iikey + 1
733    #endif
734                CALL IMPLDIFF(
735       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
736       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,
737       U         gTNm1,       U         gTNm1,
738       I         myThid )       I         myThid )
739           IF (saltStepping) CALL IMPLDIFF(           END IF
740    
741             IF (saltStepping) THEN
742    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
743             idkey = iikey + 2
744    #endif
745                CALL IMPLDIFF(
746       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
747       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,
748       U         gSNm1,       U         gSNm1,
749       I         myThid )       I         myThid )
750             END IF
751    
752          ENDIF ! implicitDiffusion          ENDIF ! implicitDiffusion
753    
754  C--     Implicit viscosity  C--     Implicit viscosity
755          IF (implicitViscosity) THEN          IF (implicitViscosity) THEN
756    
757           IF (momStepping) THEN           IF (momStepping) THEN
758    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
759             idkey = iikey + 3
760    #endif
761            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
762       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
763       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
764       U         gUNm1,       U         gUNm1,
765       I         myThid )       I         myThid )
766    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
767             idkey = iikey + 4
768    #endif
769            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
770       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
771       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
772       U         gVNm1,       U         gVNm1,
773       I         myThid )       I         myThid )
774    
775  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef INCLUDE_CD_CODE
776    
777    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
778             idkey = iikey + 5
779    #endif
780            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
781       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
782       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
783       U         vVelD,       U         vVelD,
784       I         myThid )       I         myThid )
785    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
786            idkey = iikey + 6
787    #endif
788            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
789       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
790       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
791       U         uVelD,       U         uVelD,
792       I         myThid )       I         myThid )
793    
794  #endif  #endif
795    
796           ENDIF ! momStepping           ENDIF ! momStepping
797          ENDIF ! implicitViscosity          ENDIF ! implicitViscosity
798    
# Line 589  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sN Line 811  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sN
811  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',
812  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),
813  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)
 cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),  
 cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))  
 cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),  
 cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))  
 cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),  
 cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))  
814  C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
815  C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
816  C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
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