/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.51 by heimbach, Wed Jun 21 20:46:31 2000 UTC revision 1.63 by jmc, Tue Feb 20 15:06:21 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     \==========================================================/
 c  
 c     changed: Patrick Heimbach heimbach@mit.edu 6-Jun-2000  
 c              - computation of ikey wrong for nTx,nTy > 1  
 c                and/or nsx,nsy > 1: act1 and act2 were  
 c                mixed up.  
   
24        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
25    
26  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
# Line 37  C     == Global variables === Line 32  C     == Global variables ===
32  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
33    
34  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
35  #include "tamc.h"  # include "tamc.h"
36  #include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
37    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
38    
39    #ifdef ALLOW_KPP
40    # include "KPP.h"
41    #endif
42    
43    #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE
44    #include "AVER.h"
45  #endif  #endif
46    
47  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
# Line 53  C     == Local variables Line 56  C     == Local variables
56  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
57  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
58  C                              transport  C                              transport
59  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              o uTrans: Zonal transport
60  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
61  C                              o rTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
 C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  
 C                                        lower cell faces.  
62  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
63  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
64  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
 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  
65  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
66  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
67  C                                      variable.  C                                      variable.
68  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.  
69  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
70  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
71  C                      pressure anomaly  C                      pressure anomaly
72  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
73  C                      surface height  C                      surface height
74  C                      anomaly.  C                      anomaly.
75  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
76  C     etaSurfY  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
77  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
78  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
79  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
80  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
81  C     bi, bj  C     bi, bj
82  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
83  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
84  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
85        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
86        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
88        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89        _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)  
90        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
91        _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)  
92        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
93        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
94        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
95        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
96        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
97        _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)  
98        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _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)  
101        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
102        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
103        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
# Line 129  C                      index into fVerTe Line 106  C                      index into fVerTe
106        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
107        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
108    
109  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C This is currently used by IVDC and Diagnostics
110        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
 #endif  
111    
112        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
113        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
114        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
115        INTEGER i, j        INTEGER i, j
116        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
117    
118    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
119    c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
120    c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
121    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
122    Cjmc(end)
123    
124  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
125        INTEGER    isbyte        INTEGER    isbyte
126        PARAMETER( isbyte = 4 )        PARAMETER( isbyte = 4 )
# Line 148  C                      index into fVerTe Line 129  C                      index into fVerTe
129        INTEGER max1, max2, max3        INTEGER max1, max2, max3
130        INTEGER iikey, kkey        INTEGER iikey, kkey
131        INTEGER maximpl        INTEGER maximpl
132  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
133    
134  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
135  C  C
# Line 163  C Line 144  C
144  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
145  C       ===================  C       ===================
146  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
147  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
148  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
149  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
150  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
151  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
152  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
153  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
154  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
155  C  C
156  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
157  C       ================================  C       ================================
# Line 198  C--- Line 178  C---
178  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
179  C--   dummy statement to end declaration part  C--   dummy statement to end declaration part
180        ikey = 1        ikey = 1
181  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
182    
183  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
184  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
# Line 211  C     uninitialised but inert locations. Line 191  C     uninitialised but inert locations.
191          yA(i,j)      = 0. _d 0          yA(i,j)      = 0. _d 0
192          uTrans(i,j)  = 0. _d 0          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
193          vTrans(i,j)  = 0. _d 0          vTrans(i,j)  = 0. _d 0
194          aTerm(i,j)   = 0. _d 0          DO k=1,Nr
195          xTerm(i,j)   = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
         cTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         mTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         pTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         fZon(i,j)    = 0. _d 0  
         fMer(i,j)    = 0. _d 0  
         DO K=1,Nr  
          phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0  
196           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
197           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
198           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
# Line 228  C     uninitialised but inert locations. Line 201  C     uninitialised but inert locations.
201          ENDDO          ENDDO
202          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
203          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
         rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhoTMP (i,j) = 0. _d 0  
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
204          maskC  (i,j) = 0. _d 0          maskC  (i,j) = 0. _d 0
205            phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
206            phiSurfY(i,j) = 0. _d 0
207         ENDDO         ENDDO
208        ENDDO        ENDDO
209    
210    
211  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
212  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
213  !HPF$ INDEPENDENT  CHPF$ INDEPENDENT
214  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
215    
216        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
217    
218  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
219  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
220  !HPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
221  !HPF$&                  ,phiHyd,  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA
222  !HPF$&                  ,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
223  !HPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  )
224  !HPF$&                  )  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif  
225    
226         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
227    
# Line 270  C--    HPF directive to help TAMC Line 240  C--    HPF directive to help TAMC
240            ikey = (act1 + 1) + act2*max1            ikey = (act1 + 1) + act2*max1
241       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
242       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
243  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
244    
245  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
246          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
247           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
248            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
           rVel  (i,j,1) = 0. _d 0  
           rVel  (i,j,2) = 0. _d 0  
249            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
250            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
251            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
# Line 286  C--     Set up work arrays that need val Line 254  C--     Set up work arrays that need val
254            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
255            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
256            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
257           ENDDO           ENDDO
258          ENDDO          ENDDO
259    
260          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
261           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
262            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
263  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
264             ConvectCount(i,j,k) = 0.             ConvectCount(i,j,k) = 0.
 #endif  
265             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
266             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
267            ENDDO            ENDDO
# Line 308  C--     Set up work arrays that need val Line 274  C--     Set up work arrays that need val
274          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
275    
276    
277          K = 1  C--     Start of diagnostic loop
278          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr          DO k=Nr,1,-1
   
 #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  
 C--     Calculate gradient of surface pressure  
         CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,  
      O       etaSurfX,etaSurfY,  
      I       myThid)  
 C--     Update fields in top level according to tendency terms  
         CALL CORRECTION_STEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt(:,:,k,bi,bj)   = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif  
            CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )  
         END IF  
 #endif  
   
         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)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
          IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt(:,:,k,bi,bj)   = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif  
             CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  
          END IF  
 #endif  
         ENDIF  
 #endif  
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 #endif  
   
         IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)  
      &     ) THEN  
 C--      Check static stability with layer below  
 C--      and mix as needed.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,  
      O      rhoKp1,  
      I      myThid )  
 #endif  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif  
          CALL CONVECT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif  
   
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
 CRG: do we need do store STORE KappaRT, KappaRS ?  
   
 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  
         ENDIF  
 C--     Calculate buoyancy  
         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 )  
         CALL GRAD_SIGMA(  
      I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I            rhoKm1, rhoKm1, rhoKm1,  
      O            sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I            myThid )  
   
 C--     Start of downward loop  
         DO K=2,Nr  
279    
280  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
281    C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?
282    C? Do we still need this?
283           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1
284  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
   
          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  
285    
286  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity
287           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN            CALL INTEGRATE_FOR_W(
288  C--       Update fields in layer below according to tendency terms       I                         bi, bj, k, uVel, vVel,
289            CALL CORRECTION_STEP(       O                         wVel,
290       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,       I                         myThid )
291       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
292  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef    ALLOW_OBCS
293            IF (openBoundaries) THEN  #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC
294  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--       Apply OBC to W if in N-H mode
295  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte            IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN
296  CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte              CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )
297  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte            ENDIF
298  CADJ STORE salt(:,:,k,bi,bj)   = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */
299  #endif  #endif    /* ALLOW_OBCS */
300               CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  
301            END IF  C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral
302  #endif  C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)
303           ENDIF  c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
304  #endif            IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
305                CALL FIND_RHO(
306  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
307  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL       I        theta, salt,
308  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC       O        rhoK,
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,  
      O      rhoK,  
      I      myThid )  
 #endif  
          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)  
      &      ) THEN  
 C--       Check static stability with layer below and mix as needed.  
 C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,  
      O       rhoKp1,  
      I       myThid )  
 #endif  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhok  (:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
           CALL CONVECT(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,  
      U        ConvectCount,  
      I        myTime,myIter,myThid)  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif  
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
 CRG: do we need do store STORE KappaRT, KappaRS ?  
          END IF  
   
 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,  
309       I        myThid )       I        myThid )
310  C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation              IF (k.GT.1) CALL FIND_RHO(
311  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
312           CALL FIND_RHO(       I        theta, salt,
313       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,       O        rhoKm1,
      O        rhoTmp,  
314       I        myThid )       I        myThid )
315  #endif              CALL GRAD_SIGMA(
316           CALL GRAD_SIGMA(       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
317       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,       I             rhoK, rhoKm1, rhoK,
      I             rhoK, rhotmp, rhoK,  
318       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
319       I             myThid )       I             myThid )
320              ENDIF
321    
322    C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection
323    c ==> should use sigmaR !!!
324              IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN
325                CALL CALC_IVDC(
326         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
327         I        rhoKm1, rhoK,
328         U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
329         I        myTime, myIter, myThid)
330              ENDIF
331    
332           DO J=jMin,jMax  C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
 #endif  
            buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  
           ENDDO  
          ENDDO  
333          ENDDO          ENDDO
 C--     end of k loop  
334    
335  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef  ALLOW_OBCS
336    C--     Calculate future values on open boundaries
337            IF (useOBCS) THEN
338              CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,
339         I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,
340         I            myThid )
341            ENDIF
342    #endif  /* ALLOW_OBCS */
343    
344    C--     Determines forcing terms based on external fields
345    C       relaxation terms, etc.
346            CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
347         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
348         I             myThid )
349    
350    #ifdef  ALLOW_GMREDI
351    C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
352            IF (useGMRedi) THEN
353              DO k=1,Nr
354                CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
355         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
356         I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
357         I             myThid )
358              ENDDO
359  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
360  CADJ STORE rhoTmp(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte          ELSE
361  CADJ STORE rhok  (:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte            DO k=1, Nr
362  CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte              CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
363  #endif       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
         DO K=1, Nr  
          IF (use_GMRedi) CALL GMREDI_CALC_TENSOR(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
364       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
365       I             myThid )       I             myThid )
366          ENDDO            ENDDO
367  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
368            ENDIF
369    #endif  /* ALLOW_GMREDI */
370    
371    #ifdef  ALLOW_KPP
372    C--     Compute KPP mixing coefficients
373            IF (useKPP) THEN
374              CALL KPP_CALC(
375         I                  bi, bj, myTime, myThid )
376            ENDIF
377    #endif  /* ALLOW_KPP */
378    
379  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
380  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
381  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
382  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
383  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
384  #endif  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
385    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
386    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
387    
388    #ifdef ALLOW_AIM
389    C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.
390    C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics
391            IF ( useAIM ) THEN
392             CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
393             CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, myTime, myThid )
394             CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
395            ENDIF
396    #endif /* ALLOW_AIM */
397    
 #ifdef ALLOW_KPP  
 C--     Compute KPP mixing coefficients  
         CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
         CALL KPP_CALC(  
      I               bi, bj, myTime, myThid )  
         CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
 #endif  
398    
399  C--     Start of upward loop  C--     Start of thermodynamics loop
400          DO K = Nr, 1, -1          DO k=Nr,1,-1
401    
402           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
403           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
404           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
405    
406           iMin = 1-OLx+2            km1  = MAX(1,k-1)
407           iMax = sNx+OLx-1            kup  = 1+MOD(k+1,2)
408           jMin = 1-OLy+2            kDown= 1+MOD(k,2)
409           jMax = sNy+OLy-1  
410              iMin = 1-OLx+2
411              iMax = sNx+OLx-1
412              jMin = 1-OLy+2
413              jMax = sNy+OLy-1
414    
415  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
416    CPatrick Is this formula correct?
417           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1
418  #endif  CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
419    CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
420  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
421  CADJ STORE rvel  (:,:,kDown)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 CADJ STORE rTrans(:,:)        = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif  
422    
423  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
424           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
425       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,
426       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskC,maskUp,
427       I        myThid)       I        myThid)
428    
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
          CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, K, Kup, rTrans, rVel, myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
   
429  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
430  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
431           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
432       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
433       I        maskC,maskUp,       I        maskC,maskup,
434       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
435       I        myThid)       I        myThid)
436  #endif  #endif
437  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
438           IF ( momStepping ) THEN  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)
439            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,KappaRU,KappaRV,  
      U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,  
      U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,  
      I         myTime, myThid)  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 #ifdef INCLUDE_CD_CODE  
          ELSE  
             DO j=1-OLy,sNy+OLy  
                DO i=1-OLx,sNx+OLx  
                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                END DO  
             END DO  
 #endif  
 #endif  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
440           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
441            CALL CALC_GT(             CALL CALC_GT(
442       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
443       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
444       I         KappaRT,       I         KappaRT,
445       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         fVerT,
446       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
447               CALL TIMESTEP_TRACER(
448         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
449         I         theta, gT,
450         U         gTnm1,
451         I         myIter, myThid)
452           ENDIF           ENDIF
453           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
454            CALL CALC_GS(             CALL CALC_GS(
455       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
456       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
457       I         KappaRS,       I         KappaRS,
458       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         fVerS,
459       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
460               CALL TIMESTEP_TRACER(
461         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
462         I         salt, gS,
463         U         gSnm1,
464         I         myIter, myThid)
465           ENDIF           ENDIF
466  #ifdef ALLOW_OBCS  
467  C--      Calculate future values on open boundaries  #ifdef   ALLOW_OBCS
          IF (openBoundaries) THEN  
 Caja      CALL CYCLE_OBCS( K, bi, bj, myThid )  
           CALL SET_OBCS( K, bi, bj, myTime+deltaTclock, myThid )  
          ENDIF  
 #endif  
 C--      Prediction step (step forward all model variables)  
          CALL TIMESTEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       myIter, myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
468  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
469           IF (openBoundaries) THEN           IF (useOBCS) THEN
470  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC             CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
 CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE gwnm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif  
             CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )  
471           END IF           END IF
472  #endif  #endif   /* ALLOW_OBCS */
473    
474  C--      Freeze water  C--      Freeze water
475           IF (allowFreezing) THEN           IF (allowFreezing) THEN
476  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
477  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
478  #endif  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
479              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
480                CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
481           END IF           END IF
482    
483  #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS  C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)
484  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields          ENDDO
          CALL CALC_DIV_GHAT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       xA,yA,  
      I       myThid)  
 #endif /* DIVG_IN_DYNAMICS */  
   
 C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  
 #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE  
          IF (taveFreq.GT.0.) THEN  
           CALL DO_TIME_AVERAGES(  
      I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,  
      I                           rVel, ConvectCount,  
      I                           myThid )  
          ENDIF  
 #endif  
   
485    
         ENDDO ! K  
486    
487  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
488    CPatrick? What about this one?
489             maximpl = 6             maximpl = 6
490             iikey = (ikey-1)*maximpl             iikey = (ikey-1)*maximpl
491  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
492    
493  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
494          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
# Line 729  C--     Implicit diffusion Line 496  C--     Implicit diffusion
496           IF (tempStepping) THEN           IF (tempStepping) THEN
497  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
498              idkey = iikey + 1              idkey = iikey + 1
499  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
500              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
501       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
502       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
503       U         gTNm1,       U         gTNm1,
504       I         myThid )       I         myThid )
505           END IF           ENDIF
506    
507           IF (saltStepping) THEN           IF (saltStepping) THEN
508  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
509           idkey = iikey + 2           idkey = iikey + 2
510  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
511              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
512       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
513       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,
514       U         gSNm1,       U         gSNm1,
515       I         myThid )       I         myThid )
516             ENDIF
517    
518    #ifdef   ALLOW_OBCS
519    C--      Apply open boundary conditions
520             IF (useOBCS) THEN
521               DO K=1,Nr
522                 CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
523               ENDDO
524           END IF           END IF
525    #endif   /* ALLOW_OBCS */
526    
527          ENDIF ! implicitDiffusion  C--     End If implicitDiffusion
528            ENDIF
529    
530  C--     Implicit viscosity  C--     Start computation of dynamics
531          IF (implicitViscosity) THEN          iMin = 1-OLx+2
532            iMax = sNx+OLx-1
533            jMin = 1-OLy+2
534            jMax = sNy+OLy-1
535    
536    C--     Explicit part of the Surface Pressure Gradient (add in TIMESTEP)
537    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
538            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
539              DO j=jMin,jMax
540                DO i=iMin,iMax
541                  phiSurfX(i,j) = _recip_dxC(i,j,bi,bj)*gBaro
542         &           *(cg2d_x(i,j,bi,bj)-cg2d_x(i-1,j,bi,bj))
543                  phiSurfY(i,j) = _recip_dyC(i,j,bi,bj)*gBaro
544         &           *(cg2d_x(i,j,bi,bj)-cg2d_x(i,j-1,bi,bj))
545                ENDDO
546              ENDDO
547            ENDIF
548    
549           IF (momStepping) THEN  C--     Start of dynamics loop
550  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC          DO k=1,Nr
551           idkey = iikey + 3  
552  #endif  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
553    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
554    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
555    
556              km1  = MAX(1,k-1)
557              kup  = 1+MOD(k+1,2)
558              kDown= 1+MOD(k,2)
559    
560    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
561    C        phiHyd(z=0)=0
562    C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
563             IF (staggerTimeStep) THEN
564               CALL CALC_PHI_HYD(
565         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
566         I        gTnm1, gSnm1,
567         U        phiHyd,
568         I        myThid )
569             ELSE
570               CALL CALC_PHI_HYD(
571         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
572         I        theta, salt,
573         U        phiHyd,
574         I        myThid )
575             ENDIF
576    
577    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
578    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
579             IF ( momStepping ) THEN
580               CALL CALC_MOM_RHS(
581         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
582         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
583         U         fVerU, fVerV,
584         I         myTime, myThid)
585               CALL TIMESTEP(
586         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
587         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
588         I         myIter, myThid)
589    
590    #ifdef   ALLOW_OBCS
591    C--      Apply open boundary conditions
592             IF (useOBCS) THEN
593               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
594             END IF
595    #endif   /* ALLOW_OBCS */
596    
597    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
598    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
599             ELSE
600               DO j=1-OLy,sNy+OLy
601                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
602                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
603                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
604                 END DO
605               END DO
606    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
607    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
608             ENDIF
609    
610    
611    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
612            ENDDO
613    
614    
615    
616    C--     Implicit viscosity
617            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
618    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
619              idkey = iikey + 3
620    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
621            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
622       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
623       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
624       U         gUNm1,       U         gUNm1,
625       I         myThid )       I         myThid )
626  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
627           idkey = iikey + 4            idkey = iikey + 4
628  #endif  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
629            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
630       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
631       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
632       U         gVNm1,       U         gVNm1,
633       I         myThid )       I         myThid )
634    
635  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef   ALLOW_OBCS
636    C--      Apply open boundary conditions
637             IF (useOBCS) THEN
638               DO K=1,Nr
639                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
640               ENDDO
641             END IF
642    #endif   /* ALLOW_OBCS */
643    
644  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
645           idkey = iikey + 5  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
646  #endif            idkey = iikey + 5
647    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
648            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
649       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
650       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
651       U         vVelD,       U         vVelD,
652       I         myThid )       I         myThid )
653  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
654          idkey = iikey + 6            idkey = iikey + 6
655  #endif  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
656            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
657       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
658       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
659       U         uVelD,       U         uVelD,
660       I         myThid )       I         myThid )
661    #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
662    C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
663            ENDIF
664    
665    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
666    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
667    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
668    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
669    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
670    c       ENDIF
671    Cjmc(end)
672    
673  #endif  #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE
674            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
675             DO K=1,Nr
676              CALL TIMEAVER_1FLD_XYZ(phiHyd, phiHydtave,
677         I                              deltaTclock, bi, bj, K, myThid)
678              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
679                CALL TIMEAVER_1FLD_XYZ(ConvectCount, ConvectCountTave,
680         I                              deltaTclock, bi, bj, K, myThid)
681              ENDIF
682             ENDDO
683            ENDIF
684    #endif /* INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE */
685    
          ENDIF ! momStepping  
         ENDIF ! implicitViscosity  
   
686         ENDDO         ENDDO
687        ENDDO        ENDDO
688    
 C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  
 C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  
 C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)  
 C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  
 C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)  
 C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',  
 C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),  
 C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)  
 C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',  
 C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),  
 C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)  
 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 )  
   
   
689        RETURN        RETURN
690        END        END
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