/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.37 by cnh, Tue Nov 3 15:28:04 1998 UTC revision 1.75 by adcroft, Fri Aug 3 19:06:11 2001 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
5    
# Line 20  C     | ===== Line 21  C     | =====
21  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |
22  C     |      presently being developed.                          |  C     |      presently being developed.                          |
23  C     \==========================================================/  C     \==========================================================/
24          IMPLICIT NONE
25    
26  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
27  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
28  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.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_PASSIVE_TRACER
33    #include "TR1.h"
34    #endif
35    
36    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
37    # include "tamc.h"
38    # include "tamc_keys.h"
39    # include "FFIELDS.h"
40    # ifdef ALLOW_KPP
41    #  include "KPP.h"
42    # endif
43    # ifdef ALLOW_GMREDI
44    #  include "GMREDI.h"
45    # endif
46    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
47    
48    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
49    #include "TIMEAVE_STATV.h"
50    #endif
51    
52  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
53  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
54  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
55  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.
       INTEGER myThid  
56        _RL myTime        _RL myTime
57        INTEGER myIter        INTEGER myIter
58          INTEGER myThid
59    
60  C     == Local variables  C     == Local variables
61  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
62  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow transport  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
63  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              transport
64    C                              o uTrans: Zonal transport
65  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
66  C                              o rTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
67  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and lower  C     maskUp                   o maskUp: land/water mask for W points
68  C                                        cell faces.  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
 C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  
 C                              o maskUp: land/water mask for W points  
 C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  
 C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  
 C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  
 C                              o xTerm: Mixing term  
 C                              o cTerm: Coriolis term  
 C                              o mTerm: Metric term  
 C                              o pTerm: Pressure term  
 C                              o fZon: Zonal flux term  
 C                              o fMer: Meridional flux term  
 C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  
69  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
70  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
71  C                                      variable.  C                                      variable.
72  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level below.  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
73  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
74  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic pressure anomaly  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
75  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential surface height  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
76  C                      anomaly.  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
77  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C                      surface height anomaly.
78  C     etaSurfY  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
79  C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
 C                      diffusion tensor.  
 C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.  
80  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
81  C     KappaRS          ( background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
82  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
83  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
84  C     bi, bj  C     bi, bj
85  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
86  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate index  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
87  C                      into fVerTerm  C                      index into fVerTerm.
88    C     tauAB - Adams-Bashforth timestepping weight: 0=forward ; 1/2=Adams-Bashf.
89        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
90        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
91        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
92        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
93        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
94        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
95        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
96        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
97          _RL fVerTr1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
98        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
99        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
100        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
101        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
102        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
103        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
104        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL etaSurfX(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)  
105        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
106        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
107          _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
108          _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
109          _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
110          _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
111          _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
112          _RL tauAB
113    
114    C This is currently used by IVDC and Diagnostics
115          _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
116    
117        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
118        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
119        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
120        INTEGER i, j        INTEGER i, j
121        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
122    
123    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
124    c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
125    c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
126    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
127    Cjmc(end)
128    
129  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
130  C  C
131  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 134  C Line 139  C
139  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
140  C       ===================  C       ===================
141  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
142  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
143  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
144  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
145  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
146  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
147  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
148  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
149  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
150  C  C
151  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
152  C       ================================  C       ================================
# Line 166  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = Line 170  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] =
170  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
171  C---  C---
172    
 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  
         xA(i,j)      = 0. _d 0  
         yA(i,j)      = 0. _d 0  
         uTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         vTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         aTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         xTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         cTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         mTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         pTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         fZon(i,j)    = 0. _d 0  
         fMer(i,j)    = 0. _d 0  
         DO K=1,Nr  
          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  
          KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
         ENDDO  
         rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhok   (i,j) = 0. _d 0  
         rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhoTMP (i,j) = 0. _d 0  
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
        ENDDO  
       ENDDO  
   
   
173        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
174         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
175    Ccs-
176    
177  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Start computation of dynamics
178          DO j=1-OLy,sNy+OLy          iMin = 1-OLx+2
179           DO i=1-OLx,sNx+OLx          iMax = sNx+OLx-1
180            rTrans(i,j)   = 0. _d 0          jMin = 1-OLy+2
181            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0          jMax = sNy+OLy-1
182            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0  
183            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
184            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
185            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
186            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
187            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
188            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0       I         etaN,
189            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0       O         phiSurfX,phiSurfY,
190            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0       I         myThid )                        
           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  
          ENDDO  
         ENDDO  
   
         iMin = 1-OLx+1  
         iMax = sNx+OLx  
         jMin = 1-OLy+1  
         jMax = sNy+OLy  
   
   
         K = 1  
         BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  
   
 C--     Calculate gradient of surface pressure  
         CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,  
      O       etaSurfX,etaSurfY,  
      I       myThid)  
 C--     Update fields in top level according to tendency terms  
         CALL CORRECTION_STEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
         IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--      Update fields in layer below according to tendency terms  
          CALL CORRECTION_STEP(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,  
      I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
         ENDIF  
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
   
         IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--      Check static stability with layer below  
 C--      and mix as needed.  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,  
      O      rhoKp1,  
      I      myThid )  
          CALL CONVECT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
 C--      Recompute density after mixing  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O      rhoKm1,  
      I      myThid )  
191          ENDIF          ENDIF
192  C--     Calculate buoyancy  
193          CALL CALC_BUOYANCY(  C--     Start of dynamics loop
194       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,          DO k=1,Nr
195       O      buoyKm1,  
196       I      myThid )  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
197  C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of phiHyd(z=0)=0  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
198          CALL CALC_PHI_HYD(  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
199       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,  
200       U      phiHyd,            km1  = MAX(1,k-1)
201       I      myThid )            kup  = 1+MOD(k+1,2)
202              kDown= 1+MOD(k,2)
203          DO K=2,Nr  
204           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
205           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  C        phiHyd(z=0)=0
206  C--       Update fields in layer below according to tendency terms  C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
207            CALL CORRECTION_STEP(           IF (staggerTimeStep) THEN
208       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,             CALL CALC_PHI_HYD(
209       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
210           ENDIF       I        gTnm1, gSnm1,
 C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,  
      O      rhoK,  
      I      myThid )  
          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--       Check static stability with layer below and mix as needed.  
 C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,  
      O       rhoKp1,  
      I       myThid )  
           CALL CONVECT(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,  
      I        myTime,myIter,myThid)  
 C--       Recompute density after mixing  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O       rhoK,  
      I       myThid )  
          ENDIF  
 C--      Calculate buoyancy  
          CALL CALC_BUOYANCY(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoK,  
      O       buoyK,  
      I       myThid )  
 C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of phiHyd(z=0)=0  
          CALL CALC_PHI_HYD(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,  
211       U        phiHyd,       U        phiHyd,
212       I        myThid )       I        myThid )
213  C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation           ELSE
214           CALL FIND_RHO(             CALL CALC_PHI_HYD(
215       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
216       O        rhoTmp,       I        theta, salt,
217       I        myThid )       U        phiHyd,
          CALL CALC_ISOSLOPES(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,  
      O        K13, K23, K33, KapGM,  
218       I        myThid )       I        myThid )
219           DO J=jMin,jMax           ENDIF
220            DO I=iMin,iMax  
221             rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
222             buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  CADJ STORE KappaRT(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
223            ENDDO  CADJ STORE KappaRS(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
224           ENDDO  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
225          ENDDO ! K  
226    #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
         DO K = Nr, 1, -1  
   
          kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)  
          kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above  
          kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer  
          iMin = 1-OLx+2  
          iMax = sNx+OLx-1  
          jMin = 1-OLy+2  
          jMax = sNy+OLy-1  
   
 C--      Get temporary terms used by tendency routines  
          CALL CALC_COMMON_FACTORS (  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,  
      O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,  
      I        myThid)  
227  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
228           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
229       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
230       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,       I        maskUp,
231       O        KappaRT,KappaRS,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
232       I        myThid)       I        myThid)
233  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  #endif
234    
235    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
236    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
237           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
238            CALL CALC_MOM_RHS(             CALL CALC_MOM_RHS(
239       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
240       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
241       I         phiHyd,       U         fVerU, fVerV,
      U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,  
      U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,  
      I         myThid)  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
          IF ( tempStepping ) THEN  
           CALL CALC_GT(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,  
      I         K13,K23,KappaRT,KapGM,  
      U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,  
      I         myTime, myThid)  
          ENDIF  
          IF ( saltStepping ) THEN  
           CALL CALC_GS(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,  
      I         K13,K23,KappaRS,KapGM,  
      U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,  
242       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
243               CALL TIMESTEP(
244         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
245         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
246         I         myIter, myThid)
247    
248    #ifdef   ALLOW_OBCS
249    C--      Apply open boundary conditions
250             IF (useOBCS) THEN
251               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
252             END IF
253    #endif   /* ALLOW_OBCS */
254    
255    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
256    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
257             ELSE
258               DO j=1-OLy,sNy+OLy
259                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
260                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
261                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
262                 END DO
263               END DO
264    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
265    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
266           ENDIF           ENDIF
 C--      Prediction step (step forward all model variables)  
          CALL TIMESTEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       myThid)  
 C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  
          CALL CALC_DIV_GHAT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       xA,yA,  
      I       myThid)  
   
 C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  
 #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  
          IF (taveFreq.GT.0.) THEN  
           CALL DO_TIME_AVERAGES(  
      I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,  
      I                           K13, K23, rVel, KapGM,  
      I                           myThid )  
          ENDIF  
 #endif  
267    
         ENDDO ! K  
268    
269  C--     Implicit diffusion  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
270          IF (implicitDiffusion) THEN          ENDDO
271           CALL IMPLDIFF( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
272       I                  KappaRT,KappaRS,  
273       I                  myThid )  
274    C--     Implicit viscosity
275            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
276    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
277              idkey = iikey + 3
278    CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
279    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
280              CALL IMPLDIFF(
281         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
282         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
283         U         gUNm1,
284         I         myThid )
285    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
286              idkey = iikey + 4
287    CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
288    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
289              CALL IMPLDIFF(
290         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
291         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
292         U         gVNm1,
293         I         myThid )
294    
295    #ifdef   ALLOW_OBCS
296    C--      Apply open boundary conditions
297             IF (useOBCS) THEN
298               DO K=1,Nr
299                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
300               ENDDO
301             END IF
302    #endif   /* ALLOW_OBCS */
303    
304    #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
305    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
306              idkey = iikey + 5
307    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
308    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
309              CALL IMPLDIFF(
310         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
311         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
312         U         vVelD,
313         I         myThid )
314    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
315              idkey = iikey + 6
316    CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
317    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
318              CALL IMPLDIFF(
319         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
320         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
321         U         uVelD,
322         I         myThid )
323    #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
324    C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
325          ENDIF          ENDIF
326    
327    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
328    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
329    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
330    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
331    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
332    c       ENDIF
333    Cjmc(end)
334    
335    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
336            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
337              CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,
338         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
339              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
340                CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,
341         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
342              ENDIF
343            ENDIF
344    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
345    
346         ENDDO         ENDDO
347        ENDDO        ENDDO
348    
349  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  #ifndef EXCLUDE_DEBUGMODE
350  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))        If (debugMode) THEN
351  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
352  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
353  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
354  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
355  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
356  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
357  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gu,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
358  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gv,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
359  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gt,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
360  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gs,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
361  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GuNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
362  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
363  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
364  cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
365  cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),        ENDIF
366  cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))  #endif
 C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),  
 C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
   
367    
368        RETURN        RETURN
369        END        END
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