/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.39 by adcroft, Tue Dec 8 19:44:28 1998 UTC revision 1.73 by adcroft, Fri Jul 20 19:16:28 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    #include "TR1.h"
33    
34    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
35    # include "tamc.h"
36    # include "tamc_keys.h"
37    # include "FFIELDS.h"
38    # ifdef ALLOW_KPP
39    #  include "KPP.h"
40    # endif
41    # ifdef ALLOW_GMREDI
42    #  include "GMREDI.h"
43    # endif
44    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
45    
46    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
47    #include "TIMEAVE_STATV.h"
48    #endif
49    
50  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
51  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
52  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
53  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.
       INTEGER myThid  
54        _RL myTime        _RL myTime
55        INTEGER myIter        INTEGER myIter
56          INTEGER myThid
57    
58  C     == Local variables  C     == Local variables
59  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
60  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
61  C                              transport  C                              transport
62  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              o uTrans: Zonal transport
63  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
64  C                              o rTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
65  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C     maskUp                   o maskUp: land/water mask for W points
66  C                                        lower 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  
67  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
68  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
69  C                                      variable.  C                                      variable.
70  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above
 C                      below.  
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
71  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
72  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
73  C                      pressure anomaly  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
74  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
75  C                      surface height  C                      surface height anomaly.
76  C                      anomaly.  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
77  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
 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.  
78  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
79  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
80  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
81  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
82  C     bi, bj  C     bi, bj
83  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
84  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
85  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
86    C     tauAB - Adams-Bashforth timestepping weight: 0=forward ; 1/2=Adams-Bashf.
87        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
88        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
90        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
91        _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)  
92        _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)  
93        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
94        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
95          _RL fVerTr1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
96        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
97        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
98        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
99        _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)  
100        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102        _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)  
103        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
104        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
105          _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
106          _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
107          _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
108          _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
109          _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
110          _RL tauAB
111    
112    C This is currently used by IVDC and Diagnostics
113          _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
114    
115        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
116        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
117        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
118        INTEGER i, j        INTEGER i, j
119        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
120    
121    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
122    c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
123    c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
124    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
125    Cjmc(end)
126    
127  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
128  C  C
129  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 138  C Line 137  C
137  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
138  C       ===================  C       ===================
139  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
140  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
141  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
142  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
143  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
144  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
145  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
146  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
147  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
148  C  C
149  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
150  C       ================================  C       ================================
# Line 170  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = Line 168  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] =
168  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
169  C---  C---
170    
171    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
172    C--   dummy statement to end declaration part
173          ikey = 1
174    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
175    
176  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
177  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
178  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
# Line 181  C     uninitialised but inert locations. Line 184  C     uninitialised but inert locations.
184          yA(i,j)      = 0. _d 0          yA(i,j)      = 0. _d 0
185          uTrans(i,j)  = 0. _d 0          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
186          vTrans(i,j)  = 0. _d 0          vTrans(i,j)  = 0. _d 0
187          aTerm(i,j)   = 0. _d 0          DO k=1,Nr
188          xTerm(i,j)   = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
189          cTerm(i,j)   = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
190          mTerm(i,j)   = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
191          pTerm(i,j)   = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
192          fZon(i,j)    = 0. _d 0           sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0
193          fMer(i,j)    = 0. _d 0           sigmaR(i,j,k) = 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  
194          ENDDO          ENDDO
195          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
196          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
197          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0          phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
198          rhoTMP (i,j) = 0. _d 0          phiSurfY(i,j) = 0. _d 0
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
199         ENDDO         ENDDO
200        ENDDO        ENDDO
201    
202    
203    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
204    C--   HPF directive to help TAMC
205    CHPF$ INDEPENDENT
206    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
207    
208        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
209    
210    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
211    C--    HPF directive to help TAMC
212    CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
213    CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,xA,yA
214    CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
215    CHPF$&                  )
216    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
217    
218         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
219    
220    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
221              act1 = bi - myBxLo(myThid)
222              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
223    
224              act2 = bj - myByLo(myThid)
225              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
226    
227              act3 = myThid - 1
228              max3 = nTx*nTy
229    
230              act4 = ikey_dynamics - 1
231    
232              ikey = (act1 + 1) + act2*max1
233         &                      + act3*max1*max2
234         &                      + act4*max1*max2*max3
235    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
236    
237  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
238          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
239           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
240            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            rTrans (i,j)   = 0. _d 0
241            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerT  (i,j,1) = 0. _d 0
242            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerT  (i,j,2) = 0. _d 0
243            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerS  (i,j,1) = 0. _d 0
244            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            fVerS  (i,j,2) = 0. _d 0
245            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            fVerTr1(i,j,1) = 0. _d 0
246            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0            fVerTr1(i,j,2) = 0. _d 0
247            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
248            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
249            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
250            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
251            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0           ENDDO
252            K13   (i,j,1) = 0. _d 0          ENDDO
253            K23   (i,j,1) = 0. _d 0  
254            K33   (i,j,1) = 0. _d 0          DO k=1,Nr
255            KapGM (i,j)   = GMkbackground           DO j=1-OLy,sNy+OLy
256              DO i=1-OLx,sNx+OLx
257    C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
258               ConvectCount(i,j,k) = 0.
259               KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
260               KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
261              ENDDO
262           ENDDO           ENDDO
263          ENDDO          ENDDO
264    
# Line 238  C--     Set up work arrays that need val Line 268  C--     Set up work arrays that need val
268          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
269    
270    
271          K = 1  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
272          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
273    CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
274    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
275    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
276    CADJ STORE tr1  (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
277    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
278    
279    C--     Start of diagnostic loop
280            DO k=Nr,1,-1
281    
282    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
283    C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?
284    C? Do we still need this?
285    cph kkey formula corrected.
286    cph Needed for rhok, rhokm1, in the case useGMREDI.
287             kkey = (ikey-1)*Nr + k
288    CADJ STORE rhokm1(:,:) = comlev1_bibj_k ,       key=kkey, byte=isbyte
289    CADJ STORE rhok  (:,:) = comlev1_bibj_k ,       key=kkey, byte=isbyte
290    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
291    
292    C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity
293              CALL INTEGRATE_FOR_W(
294         I                         bi, bj, k, uVel, vVel,
295         O                         wVel,
296         I                         myThid )
297    
298    #ifdef    ALLOW_OBCS
299    #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC
300    C--       Apply OBC to W if in N-H mode
301              IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN
302                CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )
303              ENDIF
304    #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */
305    #endif    /* ALLOW_OBCS */
306    
307    C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral
308    C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)
309    c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
310              IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
311    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
312    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
313    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
314    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
315                CALL FIND_RHO(
316         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
317         I        theta, salt,
318         O        rhoK,
319         I        myThid )
320                IF (k.GT.1) THEN
321    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
322    CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
323    CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
324    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
325                 CALL FIND_RHO(
326         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
327         I        theta, salt,
328         O        rhoKm1,
329         I        myThid )
330                ENDIF
331                CALL GRAD_SIGMA(
332         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
333         I             rhoK, rhoKm1, rhoK,
334         O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
335         I             myThid )
336              ENDIF
337    
338    C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection
339    c ==> should use sigmaR !!!
340              IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN
341                CALL CALC_IVDC(
342         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
343         I        rhoKm1, rhoK,
344         U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
345         I        myTime, myIter, myThid)
346              ENDIF
347    
348  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)
349  C--     Calculate gradient of surface pressure          ENDDO
         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 (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, 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)  
          IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 #endif  
350    
351          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
352  C--      Check static stability with layer below  cph avoids recomputation of integrate_for_w
353  C--      and mix as needed.  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
354  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
355           CALL FIND_RHO(  
356       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,  #ifdef  ALLOW_OBCS
357       O      rhoKp1,  C--     Calculate future values on open boundaries
358       I      myThid )          IF (useOBCS) THEN
359  #endif            CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,
360  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL       I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,
361           CALL CONVECT(       I            myThid )
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
 #endif  
 C--      Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O      rhoKm1,  
      I      myThid )  
 #endif  
362          ENDIF          ENDIF
363  C--     Calculate buoyancy  #endif  /* ALLOW_OBCS */
         CALL CALC_BUOYANCY(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,  
      O      buoyKm1,  
      I      myThid )  
 C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  
 C--     phiHyd(z=0)=0  
         CALL CALC_PHI_HYD(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,  
      U      phiHyd,  
      I      myThid )  
364    
365          DO K=2,Nr  C--     Determines forcing terms based on external fields
366           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  C       relaxation terms, etc.
367  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP          CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
368           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
369  C--       Update fields in layer below according to tendency terms       I             myThid )
370            CALL CORRECTION_STEP(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
371       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,  cph needed for KPP
372       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  CADJ STORE surfacetendencyU(:,:,bi,bj)
373            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
374           ENDIF  CADJ STORE surfacetendencyV(:,:,bi,bj)
375  #endif  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
376  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level  CADJ STORE surfacetendencyS(:,:,bi,bj)
377  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
378           CALL FIND_RHO(  CADJ STORE surfacetendencyT(:,:,bi,bj)
379       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
380       O      rhoK,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
381       I      myThid )  
382  #endif  #ifdef  ALLOW_GMREDI
383           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
384  C--       Check static stability with layer below and mix as needed.  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
385  C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.  CADJ STORE sigmaX(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
386  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  CADJ STORE sigmaY(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
387            CALL FIND_RHO(  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
388       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
389       O       rhoKp1,  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
390       I       myThid )          IF (useGMRedi) THEN
391  #endif            DO k=1,Nr
392  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
393            CALL CONVECT(       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
394       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
395       I        myTime,myIter,myThid)       I             myThid )
 #endif  
 C--       Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O       rhoK,  
      I       myThid )  
 #endif  
          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  
 C--      phiHyd(z=0)=0  
          CALL CALC_PHI_HYD(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,  
      U        phiHyd,  
      I        myThid )  
 C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,  
      O        rhoTmp,  
      I        myThid )  
 #endif  
 #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL  
          CALL CALC_ISOSLOPES(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,  
      O        K13, K23, K33, KapGM,  
      I        myThid )  
 #endif  
          DO J=jMin,jMax  
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
 #endif  
            buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  
396            ENDDO            ENDDO
397           ENDDO  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
398          ENDDO ! K          ELSE
399              DO k=1, Nr
400                CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
401         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
402         I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
403         I             myThid )
404              ENDDO
405    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
406            ENDIF
407    
408          DO K = Nr, 1, -1  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
409    CADJ STORE Kwx(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
410    CADJ STORE Kwy(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
411    CADJ STORE Kwz(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
412    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
413    
414    #endif  /* ALLOW_GMREDI */
415    
416    #ifdef  ALLOW_KPP
417    C--     Compute KPP mixing coefficients
418            IF (useKPP) THEN
419              CALL KPP_CALC(
420         I                  bi, bj, myTime, myThid )
421    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
422            ELSE
423              CALL KPP_CALC_DUMMY(
424         I                  bi, bj, myTime, myThid )
425    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
426            ENDIF
427    
428           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
429           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above  CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)
430           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer  CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
431           iMin = 1-OLx+2  CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)
432           iMax = sNx+OLx-1  CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)
433           jMin = 1-OLy+2  CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)
434           jMax = sNy+OLy-1  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
435    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
436    
437    #endif  /* ALLOW_KPP */
438    
439    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
440    CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
441    CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
442    CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
443    CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
444    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
445    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
446    CADJ STORE tr1  (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
447    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
448    
449    #ifdef ALLOW_AIM
450    C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.
451    C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics
452            IF ( useAIM ) THEN
453             CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
454             CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, bi, bj, myTime, myThid )
455             CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
456            ENDIF
457    #endif /* ALLOW_AIM */
458    
459    
460    C--     Start of thermodynamics loop
461            DO k=Nr,1,-1
462    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
463    C? Patrick Is this formula correct?
464    cph Yes, but I rewrote it.
465    cph Also, the KappaR? need the index and subscript k!
466             kkey = (ikey-1)*Nr + k
467    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
468    
469    C--       km1    Points to level above k (=k-1)
470    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
471    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
472    
473              km1  = MAX(1,k-1)
474              kup  = 1+MOD(k+1,2)
475              kDown= 1+MOD(k,2)
476    
477              iMin = 1-OLx+2
478              iMax = sNx+OLx-1
479              jMin = 1-OLy+2
480              jMax = sNy+OLy-1
481    
482  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
483           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
484       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
485       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
486       I        myThid)       I        myThid)
487    
488    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
489    CADJ STORE KappaRT(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
490    CADJ STORE KappaRS(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
491    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
492    
493  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
494  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
495           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
496       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
497       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,       I        maskUp,
498       O        KappaRT,KappaRS,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
499       I        myThid)       I        myThid)
500  #endif  #endif
501  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
502           IF ( momStepping ) THEN  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)
503            CALL CALC_MOM_RHS(  C        and step forward storing result in gTnm1, gSnm1, etc.
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,  
      I         phiHyd,  
      U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,  
      U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,  
      I         myTime, myThid)  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
504           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
505            CALL CALC_GT(             CALL CALC_GT(
506       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
507       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
508       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,       I         KappaRT,
509       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         fVerT,
510       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
511               tauAB = 0.5d0 + abEps
512               CALL TIMESTEP_TRACER(
513         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
514         I         theta, gT,
515         U         gTnm1,
516         I         myIter, myThid)
517           ENDIF           ENDIF
518           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
519            CALL CALC_GS(             CALL CALC_GS(
520       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
521       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
522       I         K13,K23,KappaRS,KapGM,       I         KappaRS,
523       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         fVerS,
524       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
525               tauAB = 0.5d0 + abEps
526               CALL TIMESTEP_TRACER(
527         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
528         I         salt, gS,
529         U         gSnm1,
530         I         myIter, myThid)
531           ENDIF           ENDIF
532  C--      Prediction step (step forward all model variables)           IF ( tr1Stepping ) THEN
533           CALL TIMESTEP(             CALL CALC_GTR1(
534       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
535       I       myThid)       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
536           IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )       I         KappaRT,
537  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields       U         fVerTr1,
538           CALL CALC_DIV_GHAT(       I         myTime, myThid)
539       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,             tauAB = 0.5d0 + abEps
540       I       xA,yA,             CALL TIMESTEP_TRACER(
541       I       myThid)       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
542         I         Tr1, gTr1,
543  C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)       U         gTr1NM1,
544  #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE       I         myIter, myThid)
          IF (taveFreq.GT.0.) THEN  
           CALL DO_TIME_AVERAGES(  
      I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,  
      I                           K13, K23, rVel, KapGM,  
      I                           myThid )  
545           ENDIF           ENDIF
 #endif  
546    
547          ENDDO ! K  #ifdef   ALLOW_OBCS
548    C--      Apply open boundary conditions
549             IF (useOBCS) THEN
550               CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
551             END IF
552    #endif   /* ALLOW_OBCS */
553    
554    C--      Freeze water
555             IF (allowFreezing) THEN
556    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
557    CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
558    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
559    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
560                CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
561             END IF
562    
563    C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)
564            ENDDO
565    
566    
567    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
568    C? Patrick? What about this one?
569    cph Keys iikey and idkey don't seem to be needed
570    cph since storing occurs on different tape for each
571    cph impldiff call anyways.
572    cph Thus, common block comlev1_impl isn't needed either.
573    cph Storing below needed in the case useGMREDI.
574            iikey = (ikey-1)*maximpl
575    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
576    
577  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
578          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
579           CALL IMPLDIFF( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
580       I                  KappaRT,KappaRS,           IF (tempStepping) THEN
581       I                  myThid )  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
582                idkey = iikey + 1
583    CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
584    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
585                CALL IMPLDIFF(
586         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
587         I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
588         U         gTNm1,
589         I         myThid )
590             ENDIF
591    
592             IF (saltStepping) THEN
593    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
594             idkey = iikey + 2
595    CADJ STORE gSNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
596    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
597                CALL IMPLDIFF(
598         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
599         I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,
600         U         gSNm1,
601         I         myThid )
602             ENDIF
603    
604             IF (tr1Stepping) THEN
605    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
606    CADJ STORE gTr1Nm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
607    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
608              CALL IMPLDIFF(
609         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
610         I      deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
611         U      gTr1Nm1,
612         I      myThid )
613             ENDIF
614    
615    #ifdef   ALLOW_OBCS
616    C--      Apply open boundary conditions
617             IF (useOBCS) THEN
618               DO K=1,Nr
619                 CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
620               ENDDO
621             END IF
622    #endif   /* ALLOW_OBCS */
623    
624    C--     End If implicitDiffusion
625            ENDIF
626    
627    C--     Start computation of dynamics
628            iMin = 1-OLx+2
629            iMax = sNx+OLx-1
630            jMin = 1-OLy+2
631            jMax = sNy+OLy-1
632    
633    C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
634    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
635            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
636              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
637         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
638         I         etaN,
639         O         phiSurfX,phiSurfY,
640         I         myThid )                        
641            ENDIF
642    
643    C--     Start of dynamics loop
644            DO k=1,Nr
645    
646    C--       km1    Points to level above k (=k-1)
647    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
648    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
649    
650              km1  = MAX(1,k-1)
651              kup  = 1+MOD(k+1,2)
652              kDown= 1+MOD(k,2)
653    
654    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
655    C        phiHyd(z=0)=0
656    C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
657             IF (staggerTimeStep) THEN
658               CALL CALC_PHI_HYD(
659         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
660         I        gTnm1, gSnm1,
661         U        phiHyd,
662         I        myThid )
663             ELSE
664               CALL CALC_PHI_HYD(
665         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
666         I        theta, salt,
667         U        phiHyd,
668         I        myThid )
669             ENDIF
670    
671    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
672    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
673             IF ( momStepping ) THEN
674               CALL CALC_MOM_RHS(
675         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
676         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
677         U         fVerU, fVerV,
678         I         myTime, myThid)
679               CALL TIMESTEP(
680         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
681         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
682         I         myIter, myThid)
683    
684    #ifdef   ALLOW_OBCS
685    C--      Apply open boundary conditions
686             IF (useOBCS) THEN
687               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
688             END IF
689    #endif   /* ALLOW_OBCS */
690    
691    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
692    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
693             ELSE
694               DO j=1-OLy,sNy+OLy
695                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
696                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
697                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
698                 END DO
699               END DO
700    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
701    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
702             ENDIF
703    
704    
705    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
706            ENDDO
707    
708    
709    
710    C--     Implicit viscosity
711            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
712    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
713              idkey = iikey + 3
714    CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
715    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
716              CALL IMPLDIFF(
717         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
718         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
719         U         gUNm1,
720         I         myThid )
721    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
722              idkey = iikey + 4
723    CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
724    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
725              CALL IMPLDIFF(
726         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
727         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
728         U         gVNm1,
729         I         myThid )
730    
731    #ifdef   ALLOW_OBCS
732    C--      Apply open boundary conditions
733             IF (useOBCS) THEN
734               DO K=1,Nr
735                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
736               ENDDO
737             END IF
738    #endif   /* ALLOW_OBCS */
739    
740    #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
741    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
742              idkey = iikey + 5
743    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
744    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
745              CALL IMPLDIFF(
746         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
747         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
748         U         vVelD,
749         I         myThid )
750    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
751              idkey = iikey + 6
752    CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
753    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
754              CALL IMPLDIFF(
755         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
756         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
757         U         uVelD,
758         I         myThid )
759    #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
760    C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
761          ENDIF          ENDIF
762    
763    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
764    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
765    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
766    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
767    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
768    c       ENDIF
769    Cjmc(end)
770    
771    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
772            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
773              CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,
774         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
775              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
776                CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,
777         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
778              ENDIF
779            ENDIF
780    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
781    
782         ENDDO         ENDDO
783        ENDDO        ENDDO
784    
785  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  #ifndef EXCLUDE_DEBUGMODE
786  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))        If (debugMode) THEN
787  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)
788  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)
789  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)
790  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)
791  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
792  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)
793  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)
794  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gv,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
795  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)
796  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)
797  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GuNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
798  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
799  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
800  cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
801  cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),        ENDIF
802  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 )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
   
803    
804        RETURN        RETURN
805        END        END
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