/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.8 by cnh, Mon May 25 20:05:55 1998 UTC revision 1.55 by heimbach, Mon Jan 8 16:37:43 2001 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    
3  #include "CPP_EEOPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
4    
5        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
6  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
# Line 20  C     | ===== Line 20  C     | =====
20  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |
21  C     |      presently being developed.                          |  C     |      presently being developed.                          |
22  C     \==========================================================/  C     \==========================================================/
23          IMPLICIT NONE
24    
25  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
26  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
# Line 27  C     == Global variables === Line 28  C     == Global variables ===
28  #include "CG2D.h"  #include "CG2D.h"
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31    #include "GRID.h"
32    
33    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
34    # include "tamc.h"
35    # include "tamc_keys.h"
36    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
37    
38    #ifdef ALLOW_KPP
39    # include "KPP.h"
40    #endif
41    
42  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
43  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
44  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
45  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.
       INTEGER myThid  
46        _RL myTime        _RL myTime
47        INTEGER myIter        INTEGER myIter
48          INTEGER myThid
49    
50  C     == Local variables  C     == Local variables
51  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
52  C     uTrans, vTrans, wTrans - Per block temporaries holding flow transport  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
53  C                              o uTrans: Zonal transport  C                              transport
54    C     rVel                     o uTrans: Zonal transport
55  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
56  C                              o wTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
57    C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and
58    C                                        lower cell faces.
59  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
60  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
61  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in
# Line 57  C                              o fVer: V Line 71  C                              o fVer: V
71  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
72  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
73  C                                      variable.  C                                      variable.
74  C     iMin, iMax - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level
75  C     jMin, jMax   are applied.  C                      below.
76    C     rhoKP1                                                                  
77    C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.
78    C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
79    C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
80    C                      pressure anomaly
81    C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
82    C                      surface height
83    C                      anomaly.
84    C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.
85    C     etaSurfY
86    C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
87    C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
88    C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
89    C     jMin, jMax       are applied.
90  C     bi, bj  C     bi, bj
91  C     k, kUp, kDown, kM1 - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
92  C                          are switched with layer to be the appropriate index  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
93  C                          into fVerTerm  C                      index into fVerTerm.
94        _RS xA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
95        _RS yA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
96        _RL uTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
97        _RL vTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
98        _RL wTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RS maskC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
100        _RS maskUp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL aTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102        _RL xTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
103        _RL cTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
104        _RL mTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
105        _RL pTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
106        _RL fZon  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
107        _RL fMer  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
108        _RL fVerT (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
109        _RL fVerS (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
110        _RL fVerU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
111        _RL fVerV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
112        _RL pH    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
113        _RL rhokm1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
114        _RL rhokp1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
115        _RL pSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
116        _RL pSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
117        _RL K13   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
118        _RL K23   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
119        _RL K33   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
120        _RL KapGM (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
121          _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
122          _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
123          _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
124          _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
125          _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
126          _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
127          _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
128          _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
129    
130    C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
131    C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL
132          _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
133    C #endif
134    
135        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
136        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
137        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
138        INTEGER i, j        INTEGER i, j
139        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
140          LOGICAL BOTTOM_LAYER
141    
142    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
143          INTEGER    isbyte
144          PARAMETER( isbyte = 4 )
145    
146          INTEGER act1, act2, act3, act4
147          INTEGER max1, max2, max3
148          INTEGER iikey, kkey
149          INTEGER maximpl
150    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
151    
152    C---    The algorithm...
153    C
154    C       "Correction Step"
155    C       =================
156    C       Here we update the horizontal velocities with the surface
157    C       pressure such that the resulting flow is either consistent
158    C       with the free-surface evolution or the rigid-lid:
159    C         U[n] = U* + dt x d/dx P
160    C         V[n] = V* + dt x d/dy P
161    C
162    C       "Calculation of Gs"
163    C       ===================
164    C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
165    C       physics, parameterizations etc...) are calculated
166    C         rVel = sum_r ( div. u[n] )
167    C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
168    C         b   = b(rho, theta)
169    C         K31 = K31 ( rho )
170    C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )
171    C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )
172    C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
173    C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
174    C
175    C       "Time-stepping" or "Prediction"
176    C       ================================
177    C       The models variables are stepped forward with the appropriate
178    C       time-stepping scheme (currently we use Adams-Bashforth II)
179    C       - For momentum, the result is always *only* a "prediction"
180    C       in that the flow may be divergent and will be "corrected"
181    C       later with a surface pressure gradient.
182    C       - Normally for tracers the result is the new field at time
183    C       level [n+1} *BUT* in the case of implicit diffusion the result
184    C       is also *only* a prediction.
185    C       - We denote "predictors" with an asterisk (*).
186    C         U* = U[n] + dt x ( 3/2 Gu[n] - 1/2 Gu[n-1] )
187    C         V* = V[n] + dt x ( 3/2 Gv[n] - 1/2 Gv[n-1] )
188    C         theta[n+1] = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
189    C         salt[n+1] = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
190    C       With implicit diffusion:
191    C         theta* = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
192    C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
193    C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
194    C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
195    C---
196    
197    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
198    C--   dummy statement to end declaration part
199          ikey = 1
200    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
201    
202    
203  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
204  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
# Line 114  C     uninitialised but inert locations. Line 218  C     uninitialised but inert locations.
218          pTerm(i,j)   = 0. _d 0          pTerm(i,j)   = 0. _d 0
219          fZon(i,j)    = 0. _d 0          fZon(i,j)    = 0. _d 0
220          fMer(i,j)    = 0. _d 0          fMer(i,j)    = 0. _d 0
221          DO K=1,nZ          DO k=1,Nr
222           pH (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0
223           K13(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
224           K23(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
225           K33(i,j,k) = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
226             sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0
227             sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0
228          ENDDO          ENDDO
229          rhokm1(i,j)  = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
230          rhokp1(i,j)  = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
231            rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0
232            rhoTMP (i,j) = 0. _d 0
233            buoyKM1(i,j) = 0. _d 0
234            buoyK  (i,j) = 0. _d 0
235            maskC  (i,j) = 0. _d 0
236         ENDDO         ENDDO
237        ENDDO        ENDDO
238    
239    
240    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
241    C--   HPF directive to help TAMC
242    CHPF$ INDEPENDENT
243    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
244    
245        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
246    
247    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
248    C--    HPF directive to help TAMC
249    CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
250    CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA
251    CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
252    CHPF$&                  )
253    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
254    
255         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
256    
257  C--     Boundary condition on hydrostatic pressure is pH(z=0)=0  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
258              act1 = bi - myBxLo(myThid)
259              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
260    
261              act2 = bj - myByLo(myThid)
262              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
263    
264              act3 = myThid - 1
265              max3 = nTx*nTy
266    
267              act4 = ikey_dynamics - 1
268    
269              ikey = (act1 + 1) + act2*max1
270         &                      + act3*max1*max2
271         &                      + act4*max1*max2*max3
272    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
273    
274    C--     Set up work arrays that need valid initial values
275          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
276           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
277            pH(i,j,1) = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
278            K13(i,j,1) = 0. _d 0            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0
279            K23(i,j,1) = 0. _d 0            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0
280            K33(i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
281            KapGM(i,j) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
282              fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
283              fVerS (i,j,2) = 0. _d 0
284              fVerU (i,j,1) = 0. _d 0
285              fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
286              fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
287              fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
288              phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0
289           ENDDO           ENDDO
290          ENDDO          ENDDO
291    
292  C--     Set up work arrays that need valid initial values          DO k=1,Nr
293          DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
294           DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
295            wTrans(i,j)  = 0. _d 0  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL
296            fVerT(i,j,1) = 0. _d 0             ConvectCount(i,j,k) = 0.
297            fVerT(i,j,2) = 0. _d 0  #endif
298            fVerS(i,j,1) = 0. _d 0             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
299            fVerS(i,j,2) = 0. _d 0             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
300            fVerU(i,j,1) = 0. _d 0            ENDDO
           fVerU(i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerV(i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerV(i,j,2) = 0. _d 0  
301           ENDDO           ENDDO
302          ENDDO          ENDDO
303    
# Line 159  C--     Set up work arrays that need val Line 306  C--     Set up work arrays that need val
306          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
307          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
308    
309            k = 1
310            BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr
311    
312    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
313  C--     Calculate gradient of surface pressure  C--     Calculate gradient of surface pressure
314          CALL GRAD_PSURF(          CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(
315       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
316       O       pSurfX,pSurfY,       O       etaSurfX,etaSurfY,
317       I       myThid)       I       myThid)
   
318  C--     Update fields in top level according to tendency terms  C--     Update fields in top level according to tendency terms
319          CALL TIMESTEP(          CALL CORRECTION_STEP(
320       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,pSurfX,pSurfY,myThid)       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
321         I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
322    
323    #ifdef ALLOW_OBCS
324            IF (openBoundaries) THEN
325    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
326    CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
327    CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
328    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
329    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
330    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
331               CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k, myThid )
332            END IF
333    #endif
334    
335            IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
336    C--      Update fields in layer below according to tendency terms
337             CALL CORRECTION_STEP(
338         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,
339         I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
340    #ifdef ALLOW_OBCS
341             IF (openBoundaries) THEN
342    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
343    CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
344    CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
345    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
346    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
347    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
348                CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )
349             END IF
350    #endif
351            ENDIF
352    #endif
353    
354  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1
355    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
356    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
357    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
358    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
359    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
360          CALL FIND_RHO(          CALL FIND_RHO(
361       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 1, 1, 'LINEAR',       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
362       O     rhoKm1,       O     rhoKm1,
363       I     myThid )       I     myThid )
364  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  #endif
365          CALL CALC_PH(  
366       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,rhoKm1,rhoKm1,          IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) THEN
367       U      pH,  
368    C--      Check static stability with layer below
369    C--      and mix as needed.
370    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
371    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
372    CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj
373    CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte
374    CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj
375    CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte
376    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
377             CALL FIND_RHO(
378         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k+1, k, eosType,
379         O      rhoKp1,
380       I      myThid )       I      myThid )
381    #endif
382    
383          DO K=2,Nz  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
384  C--     Update fields in Kth level according to tendency terms  CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
385          CALL TIMESTEP(  CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
386       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,pSurfX,pSurfY,myThid)  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
387  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K level  
388          CALL FIND_RHO(  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
389       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K, 'LINEAR',  
390       O     rhoKm1,           CALL CONVECT(
391       I     myThid )       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,
392  C--     Density of K level (below W(K)) reference to K level       U       ConvectCount,
393          CALL FIND_RHO(       I       myTime,myIter,myThid)
394       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, 'LINEAR',  
395       O     rhoKp1,  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
396       I     myThid )  CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)
397  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
398          CALL CALC_ISOSLOPES(  CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)
399       I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
400       I            rhoKm1, rhoKp1,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
401       O            K13, K23, K33, KapGM,  
402    #endif
403    
404    C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
405             IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
406                CALL CALC_IVDC(
407         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,
408         U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
409         I       myTime,myIter,myThid)
410             ENDIF
411    
412    C--      Recompute density after mixing
413    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
414             CALL FIND_RHO(
415         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
416         O      rhoKm1,
417         I      myThid )
418    #endif
419            ENDIF
420    
421    C--     Calculate buoyancy
422            CALL CALC_BUOYANCY(
423         I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoKm1,
424         O      buoyKm1,
425         I      myThid )
426    
427    C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
428    C--     phiHyd(z=0)=0
429            CALL CALC_PHI_HYD(
430         I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyKm1,
431         U      phiHyd,
432         I      myThid )
433    
434    #ifdef ALLOW_GMREDI
435            IF ( useGMRedi ) THEN
436            CALL GRAD_SIGMA(
437         I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
438         I            rhoKm1, rhoKm1, rhoKm1,
439         O            sigmaX, sigmaY, sigmaR,
440       I            myThid )       I            myThid )
441  C--     Calculate static stability and mix where convectively unstable          ELSE
442          CALL CONVECT(           DO j=1-OLy,sNy+OLy
443       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,            DO i=1-OLx,sNx+OLx
444       I      myTime,myIter,myThid)             sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
445  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K-1 level             sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0
446          CALL FIND_RHO(             sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0
447       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K-1, 'LINEAR',            ENDDO
448       O     rhoKm1,           ENDDO
449       I     myThid )          ENDIF
450  C--     Density of K level (below W(K)) referenced to K level  #endif
451          CALL FIND_RHO(  
452       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, 'LINEAR',  C--     Start of downward loop
453       O     rhoKp1,          DO k=2,Nr
454       I     myThid )  
455  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
456          CALL CALC_PH(           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1
457       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
458       U      pH,  
459             BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr
460    
461    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
462             IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
463    C--       Update fields in layer below according to tendency terms
464              CALL CORRECTION_STEP(
465         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,
466         I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
467    #ifdef ALLOW_OBCS
468              IF (openBoundaries) THEN
469    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
470    CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
471    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
472    CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
473    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
474    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
475    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
476    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
477    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
478    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
479                 CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )
480              END IF
481    #endif
482             ENDIF
483    #endif /* DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP */
484    
485    C--      Density of k level (below W(k)) reference to k level
486    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
487    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
488    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
489    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
490    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
491    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
492    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
493             CALL FIND_RHO(
494         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k, k, eosType,
495         O      rhoK,
496       I      myThid )       I      myThid )
497    
498    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
499    cph(   storing not necessary
500    cphCADJ STORE rhoK(:,:)  = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
501    cph)
502    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
503    #endif
504    
505             IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) THEN
506    
507    C--       Check static stability with layer below and mix as needed.
508    C--       Density of k+1 level (below W(k+1)) reference to k level.
509    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
510    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
511    CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k
512    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
513    CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k
514    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
515    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
516              CALL FIND_RHO(
517         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k+1, k, eosType,
518         O       rhoKp1,
519         I       myThid )
520    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
521    CADJ STORE rhoKp1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
522    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
523    #endif
524    
525    #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
526              CALL CONVECT(
527         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoK,rhoKp1,
528         U        ConvectCount,
529         I        myTime,myIter,myThid)
530    
531    #endif
532    
533    C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
534             IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
535    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
536    CADJ STORE rhoKm1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
537    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
538                CALL CALC_IVDC(
539         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,
540         U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
541         I       myTime,myIter,myThid)
542             END IF
543    
544    C--       Recompute density after mixing
545    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
546    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
547    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
548    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
549    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
550    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
551    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
552              CALL FIND_RHO(
553         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
554         O       rhoK,
555         I       myThid )
556    #endif
557    
558    C--            IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) ends here
559             ENDIF
560    
561    C--      Calculate buoyancy
562             CALL CALC_BUOYANCY(
563         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoK,
564         O       buoyK,
565         I       myThid )
566    
567    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
568    C--      phiHyd(z=0)=0
569             CALL CALC_PHI_HYD(
570         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyK,
571         U        phiHyd,
572         I        myThid )
573    
574    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
575    C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
576    
577    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
578    CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k
579    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
580    CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k
581    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
582    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
583    
584             CALL FIND_RHO(
585         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
586         O        rhoTmp,
587         I        myThid )
588    #endif
589    
590    
591    #ifdef ALLOW_GMREDI
592             IF ( useGMRedi ) THEN
593             CALL GRAD_SIGMA(
594         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
595         I             rhoK, rhotmp, rhoK,
596         O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
597         I             myThid )
598             ELSE
599              DO j=1-OLy,sNy+OLy
600               DO i=1-OLx,sNx+OLx
601                sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
602                sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0
603                sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0
604               ENDDO
605              ENDDO
606             ENDIF
607    #endif
608    
609             DO J=jMin,jMax
610              DO I=iMin,iMax
611    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
612               rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)
613    #endif
614               buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)
615              ENDDO
616             ENDDO
617    
618    C--     end of k loop
619          ENDDO          ENDDO
620    
621          DO K = Nz, 1, -1  C     Determines forcing terms based on external fields
622           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)  C     relaxation terms, etc.
623           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above        CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
624           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
625         I             myThid )
626    
627    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
628    
629    CADJ STORE surfacetendencyu(:,:,bi,bj)
630    CADJ &   , surfacetendencyv(:,:,bi,bj)
631    CADJ &   , surfacetendencys(:,:,bi,bj)
632    CADJ &   , surfacetendencyt(:,:,bi,bj)
633    CADJ &                        = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
634    
635    # ifdef ALLOW_GMREDI
636    CADJ STORE sigmaX(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
637    CADJ STORE sigmaY(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
638    CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
639    # endif /* ALLOW_GMREDI */
640    
641    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
642    
643    #ifdef ALLOW_GMREDI
644            IF (useGMRedi) THEN
645              DO k=1, Nr
646                CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
647         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
648         I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
649         I             myThid )
650              ENDDO
651    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
652            ELSE
653              DO k=1, Nr
654                CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
655         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
656         I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
657         I             myThid )
658              ENDDO
659    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
660            ENDIF
661    #endif
662    
663    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
664    CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
665    CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
666    
667    C-- R.G. We need to define a new tape since Kw use mythid instead of bi,bj
668    CADJ STORE Kwx(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
669    CADJ STORE Kwy(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
670    CADJ STORE Kwz(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
671    
672    CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
673    CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
674    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
675    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
676    
677    C--     dummy initialization to break data flow because
678    C--     calc_div_ghat has a condition for initialization
679            DO J=jMin,jMax
680               DO I=iMin,iMax
681                  cg2d_b(i,j,bi,bj) = 0.0
682               ENDDO
683            ENDDO
684    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
685    
686    #ifdef ALLOW_KPP
687    C--   Compute KPP mixing coefficients
688            IF (useKPP) THEN
689    
690              CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)
691              CALL KPP_CALC(
692         I                  bi, bj, myTime, myThid )
693              CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)
694    
695    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
696            ELSE
697              DO j=1-OLy,sNy+OLy
698                DO i=1-OLx,sNx+OLx
699                  KPPhbl (i,j,bi,bj) = 1.0
700                  KPPfrac(i,j,bi,bj) = 0.0
701                  DO k = 1,Nr
702                     KPPghat   (i,j,k,bi,bj) = 0.0
703                     KPPviscAz (i,j,k,bi,bj) = viscAz
704                     KPPdiffKzT(i,j,k,bi,bj) = diffKzT
705                     KPPdiffKzS(i,j,k,bi,bj) = diffKzS
706                  ENDDO
707                ENDDO
708              ENDDO
709    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
710            ENDIF
711    
712    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
713    CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)
714    CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
715    CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)
716    CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)
717    CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)
718    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
719    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
720    
721    #endif /* ALLOW_KPP */
722    
723    C--     Start of upward loop
724            DO k = Nr, 1, -1
725    
726    C--      km1    Points to level above k (=k-1)
727    C--      kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
728    C--      kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
729    
730             km1  =max(1,k-1)
731             kup  =1+MOD(k+1,2)
732             kDown=1+MOD(k,2)
733    
734           iMin = 1-OLx+2           iMin = 1-OLx+2
735           iMax = sNx+OLx-1           iMax = sNx+OLx-1
736           jMin = 1-OLy+2           jMin = 1-OLy+2
737           jMax = sNy+OLy-1           jMax = sNy+OLy-1
738    
739    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
740             kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1
741    
742    CADJ STORE rvel  (:,:,kDown) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
743    CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
744    CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
745    CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
746    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
747    
748  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
749           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
750       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,
751       O        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,
752       I        myThid)       I        myThid)
753    
754  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  #ifdef ALLOW_OBCS
755           CALL CALC_MOM_RHS(          IF (openBoundaries) THEN
756       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,           CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, k, kup, rTrans, rVel, myThid )
757       I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskC,          ENDIF
758       I        pH,  #endif
759       U        aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,  
760       U        fZon, fMer, fVerU, fVerV,  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
761    C--      Calculate the total vertical diffusivity
762             CALL CALC_DIFFUSIVITY(
763         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
764         I        maskC,maskUp,
765         O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
766       I        myThid)       I        myThid)
767    #endif
768    C--      Calculate accelerations in the momentum equations
769             IF ( momStepping ) THEN
770              CALL CALC_MOM_RHS(
771         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,
772         I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,
773         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
774         U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,
775         U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,
776         I         myTime, myThid)
777    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
778    #ifdef INCLUDE_CD_CODE
779             ELSE
780                DO j=1-OLy,sNy+OLy
781                   DO i=1-OLx,sNx+OLx
782                      guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
783                      gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
784                   END DO
785                END DO
786    #endif
787    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
788             ENDIF
789  C--      Calculate active tracer tendencies  C--      Calculate active tracer tendencies
790           CALL CALC_GT(           IF ( tempStepping ) THEN
791       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,            CALL CALC_GT(
792       I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
793       I        K13,K23,K33,KapGM,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
794       U        aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       I         KappaRT,
795       I        myThid)       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,
796  Cdbg     CALL CALC_GS(       I         myTime, myThid)
797  Cdbg I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,           ENDIF
798  Cdbg I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,           IF ( saltStepping ) THEN
799  Cdbg I        K13,K23,K33,KapGM,            CALL CALC_GS(
800  Cdbg U        aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
801  Cdbg I        myThid)       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
802         I         KappaRS,
803         U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,
804         I         myTime, myThid)
805             ENDIF
806    #ifdef ALLOW_OBCS
807    C--      Calculate future values on open boundaries
808             IF (openBoundaries) THEN
809    Caja      CALL CYCLE_OBCS( k, bi, bj, myThid )
810              CALL SET_OBCS( k, bi, bj, myTime+deltaTclock, myThid )
811             ENDIF
812    #endif
813    C--      Prediction step (step forward all model variables)
814             CALL TIMESTEP(
815         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
816         I       myIter, myThid)
817    #ifdef ALLOW_OBCS
818    C--      Apply open boundary conditions
819             IF (openBoundaries) THEN
820    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
821    CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
822    CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
823    CADJ STORE gwnm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
824    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
825    
826                CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, k, myThid )
827             END IF
828    #endif
829    C--      Freeze water
830             IF (allowFreezing) THEN
831    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
832    CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
833    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
834                CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
835             END IF
836    
837    #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS
838    C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields
839             CALL CALC_DIV_GHAT(
840         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
841         I       xA,yA,
842         I       myThid)
843    #endif /* DIVG_IN_DYNAMICS */
844    
845    C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)
846    #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE
847             IF (taveFreq.GT.0.) THEN
848              CALL DO_TIME_AVERAGES(
849         I                           myTime, myIter, bi, bj, k, kup, kDown,
850         I                           rVel, ConvectCount,
851         I                           myThid )
852             ENDIF
853    #endif
854    
855    
856    C--     k loop
857          ENDDO          ENDDO
858    
859    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
860               maximpl = 6
861               iikey = (ikey-1)*maximpl
862    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
863    
864    C--     Implicit diffusion
865            IF (implicitDiffusion) THEN
866    
867             IF (tempStepping) THEN
868    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
869                idkey = iikey + 1
870    CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
871    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
872                CALL IMPLDIFF(
873         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
874         I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,
875         U         gTNm1,
876         I         myThid )
877             END IF
878    
879             IF (saltStepping) THEN
880    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
881             idkey = iikey + 2
882    CADJ STORE gSNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
883    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
884                CALL IMPLDIFF(
885         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
886         I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,
887         U         gSNm1,
888         I         myThid )
889             END IF
890    
891    C--     implicitDiffusion
892            ENDIF
893    
894    C--     Implicit viscosity
895            IF (implicitViscosity) THEN
896    
897             IF (momStepping) THEN
898    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
899             idkey = iikey + 3
900    CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
901    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
902              CALL IMPLDIFF(
903         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
904         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
905         U         gUNm1,
906         I         myThid )
907    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
908             idkey = iikey + 4
909    CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
910    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
911              CALL IMPLDIFF(
912         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
913         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
914         U         gVNm1,
915         I         myThid )
916    
917    #ifdef INCLUDE_CD_CODE
918    
919    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
920             idkey = iikey + 5
921    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
922    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
923              CALL IMPLDIFF(
924         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
925         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
926         U         vVelD,
927         I         myThid )
928    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
929            idkey = iikey + 6
930    CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
931    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
932              CALL IMPLDIFF(
933         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
934         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
935         U         uVelD,
936         I         myThid )
937    
938    #endif
939    
940    C--      momStepping
941             ENDIF
942    
943    C--     implicitViscosity
944            ENDIF
945    
946         ENDDO         ENDDO
947        ENDDO        ENDDO
948    
 !dbg  write(0,*) 'dynamics: pS',minval(cg2d_x),maxval(cg2d_x)  
 !dbg  write(0,*) 'dynamics: U',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 !dbg &                         maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 !dbg  write(0,*) 'dynamics: V',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 !dbg &                         maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 !dbg  write(0,*) 'dynamics: gT',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 !dbg &                         maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 !dbg  write(0,*) 'dynamics: T',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 !dbg &                         maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 !dbg  write(0,*) 'dynamics: pH',minval(pH/(Gravity*Rhonil)),  
 !dbg &                          maxval(pH/(Gravity*Rhonil))  
   
949        RETURN        RETURN
950        END        END
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