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revision 1.98 by heimbach, Tue Jul 8 15:00:26 2003 UTC revision 1.121 by jmc, Sat Jul 30 22:09:38 2005 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2  C $Name$  C $Name$
3    
4    #include "PACKAGES_CONFIG.h"
5  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
6    
7  CBOP  CBOP
# Line 72  C     == Global variables === Line 73  C     == Global variables ===
73  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
74  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
75  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
76  #include "GRID.h"  #ifdef ALLOW_CD_CODE
77  #ifdef ALLOW_PASSIVE_TRACER  #include "CD_CODE_VARS.h"
 #include "TR1.h"  
78  #endif  #endif
79    #include "GRID.h"
80  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
81  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
82  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
# Line 107  C      |-- IMPLDIFF Line 108  C      |-- IMPLDIFF
108  C      |  C      |
109  C      |-- OBCS_APPLY_UV  C      |-- OBCS_APPLY_UV
110  C      |  C      |
 C      |-- CALL TIMEAVE_CUMUL_1T  
111  C      |-- CALL DEBUG_STATS_RL  C      |-- CALL DEBUG_STATS_RL
112    
113  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
# Line 121  C     myThid - Thread number for this in Line 121  C     myThid - Thread number for this in
121    
122  C     !LOCAL VARIABLES:  C     !LOCAL VARIABLES:
123  C     == Local variables  C     == Local variables
124  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
125  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                    is "pipelined" in the vertical
126  C                                      so we need an fVer for each  C                                    so we need an fVer for each
127  C                                      variable.  C                                    variable.
128  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
129  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
130  C                      (=pressure/rho0) anomaly  C                      (=pressure/rho0) anomaly
# Line 133  C     phiHydF    :: hydrostatic potentia Line 133  C     phiHydF    :: hydrostatic potentia
133  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
134  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
135  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
136    C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
137    C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
138  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
139  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
140  C     bi, bj  C     bi, bj
# Line 147  C                      index into fVerTe Line 149  C                      index into fVerTe
149        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
150        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
151        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
152          _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
153          _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
154        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
155        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
156    
# Line 156  C                      index into fVerTe Line 160  C                      index into fVerTe
160        INTEGER i, j        INTEGER i, j
161        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
162    
163        LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
164        EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE        _RL tmpFac
165    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
166    
167    
168  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
169  C  C
# Line 255  C     uninitialised but inert locations. Line 261  C     uninitialised but inert locations.
261  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
262  cph(  cph(
263  c--   need some re-initialisation here to break dependencies  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
 c--   totphihyd is assumed zero from ini_pressure, i.e.  
 c--   avoiding iterate pressure p = integral of (g*rho(p)*dz)  
264  cph)  cph)
            totPhiHyd(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0  
265             gu(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0             gu(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
266             gv(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0             gv(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
267  #endif  #endif
# Line 277  cph) Line 280  cph)
280            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
281            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
282            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
283              guDissip(i,j)  = 0. _d 0
284              gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
285           ENDDO           ENDDO
286          ENDDO          ENDDO
287    
# Line 320  C--      Calculate the total vertical di Line 325  C--      Calculate the total vertical di
325         ENDDO         ENDDO
326  #endif  #endif
327    
328    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
329    CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
330    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
331    CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
332    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
333    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
334    
335  C--     Start of dynamics loop  C--     Start of dynamics loop
336          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
337    
# Line 334  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p Line 346  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p
346    
347  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
348           kkey = (idynkey-1)*Nr + k           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
349    c
350  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
351  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
352    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
353    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
354    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
355    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
356  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
357    
358  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
359  C        phiHyd(z=0)=0  C        phiHyd(z=0)=0
360  C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping           CALL CALC_PHI_HYD(
          IF (staggerTimeStep) THEN  
            CALL CALC_PHI_HYD(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I        gT, gS,  
      U        phiHydF,  
      O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,  
      I        myTime, myIter, myThid )  
          ELSE  
            CALL CALC_PHI_HYD(  
361       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
362       I        theta, salt,       I        theta, salt,
363       U        phiHydF,       U        phiHydF,
364       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
365       I        myTime, myIter, myThid )       I        myTime, myIter, myThid )
          ENDIF  
366    
367  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
368  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
369           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
370  #ifndef DISABLE_MOM_FLUXFORM  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
371             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(
372       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
373       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
374       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
375         O         guDissip, gvDissip,
376       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
377  #endif  #endif
378  #ifndef DISABLE_MOM_VECINV  #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
379             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(
380       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
381       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
382       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
383         O         guDissip, gvDissip,
384       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
385  #endif  #endif
386             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
387       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
388       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
389         I         guDissip, gvDissip,
390       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
391    
392  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
# Line 392  C--      Apply open boundary conditions Line 402  C--      Apply open boundary conditions
402  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
403          ENDDO          ENDDO
404    
405  C--     Implicit viscosity  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
406          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN  #ifdef INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE
407            IF ( momImplVertAdv ) THEN
408              CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
409         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
410              CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
411         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
412            ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
413    #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
414            IF     ( implicitViscosity ) THEN
415    #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
416  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
417    CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
418  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
419  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
420            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
421       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
422       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
423       U         gU,       U         gU,
424       I         myThid )       I         myThid )
425  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
426    CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
427  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
428  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
429            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
430       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
431       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
432       U         gV,       U         gV,
433       I         myThid )       I         myThid )
434            ENDIF
435    
436  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
437  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
438           IF (useOBCS) THEN          IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN
439             DO K=1,Nr             DO K=1,Nr
440               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
441             ENDDO             ENDDO
442           END IF          ENDIF
443  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
444    
445  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
446            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
447  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
448  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
449  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
450            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
451       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
452       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
453       U         vVelD,       U         vVelD,
454       I         myThid )       I         myThid )
455  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 434  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_ Line 457  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_
457  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
458            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
459       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
460       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
461       U         uVelD,       U         uVelD,
462       I         myThid )       I         myThid )
 #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */  
 C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  
463          ENDIF          ENDIF
464    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
465    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
466    
467         ENDDO         ENDDO
468        ENDDO        ENDDO
469    
470    #ifdef ALLOW_OBCS
471          IF (useOBCS) THEN
472           CALL OBCS_PRESCRIBE_EXCHANGES(myThid)
473          ENDIF
474    #endif
475    
476    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
477    
478  Cml(  Cml(
479  C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate  C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
480  C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow  C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
# Line 452  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow Line 483  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow
483  C     &                'phiHydLow', myThid )  C     &                'phiHydLow', myThid )
484  Cml)  Cml)
485    
486  #ifndef DISABLE_DEBUGMODE  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
487          IF ( usediagnostics ) THEN
488    
489           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
490           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
491    
492           tmpFac = 1. _d 0
493           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
494         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
495    
496           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
497         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
498    
499          ENDIF
500    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
501          
502    #ifdef ALLOW_DEBUG
503        If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN        If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
504         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
505         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
# Line 460  Cml) Line 507  Cml)
507         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
508         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
509         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
510         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gu,'Gu (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
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