/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.9 by cnh, Mon May 25 21:29:45 1998 UTC revision 1.41 by adcroft, Mon May 3 21:45:57 1999 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    
3  #include "CPP_EEOPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
4    
5        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
6  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
# Line 20  C     | ===== Line 20  C     | =====
20  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |
21  C     |      presently being developed.                          |  C     |      presently being developed.                          |
22  C     \==========================================================/  C     \==========================================================/
23          IMPLICIT NONE
24    
25  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
26  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
# Line 38  C     myThid - Thread number for this in Line 39  C     myThid - Thread number for this in
39    
40  C     == Local variables  C     == Local variables
41  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
42  C     uTrans, vTrans, wTrans - Per block temporaries holding flow transport  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
43  C                              o uTrans: Zonal transport  C                              transport
44    C     rVel                     o uTrans: Zonal transport
45  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
46  C                              o wTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
47    C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and
48    C                                        lower cell faces.
49  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
50  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
51  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in
# Line 57  C                              o fVer: V Line 61  C                              o fVer: V
61  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
62  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
63  C                                      variable.  C                                      variable.
64  C     iMin, iMax - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level
65  C     jMin, jMax   are applied.  C                      below.
66    C     rhoKP1                                                                  
67    C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.
68    C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
69    C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
70    C                      pressure anomaly
71    C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
72    C                      surface height
73    C                      anomaly.
74    C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.
75    C     etaSurfY
76    C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation
77    C                      diffusion tensor.
78    C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.
79    C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
80    C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
81    C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
82    C     jMin, jMax       are applied.
83  C     bi, bj  C     bi, bj
84  C     k, kUp, kDown, kM1 - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown
85  C                          are switched with layer to be the appropriate index  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate
86  C                          into fVerTerm  C                      index into fVerTerm.
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 wTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
92        _RS maskC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
93        _RS maskUp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
94        _RL aTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
95        _RL xTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
96        _RL cTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
97        _RL mTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
98        _RL pTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL fZon  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _RL fMer  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL fVerT (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102        _RL fVerS (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
103        _RL fVerU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
104        _RL fVerV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
105        _RL pH    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
106        _RL rhokm1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
107        _RL rhokp1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
108        _RL pSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
109        _RL pSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
110        _RL K13   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
111        _RL K23   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
112        _RL K33   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
113        _RL KapGM (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
114          _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
115          _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
116          _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
117          _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
118          _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
119          _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
120          _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
121    
122        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
123        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
124        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
125        INTEGER i, j        INTEGER i, j
126        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, kM1, kUp, kDown
127          LOGICAL BOTTOM_LAYER
128    
129    C---    The algorithm...
130    C
131    C       "Correction Step"
132    C       =================
133    C       Here we update the horizontal velocities with the surface
134    C       pressure such that the resulting flow is either consistent
135    C       with the free-surface evolution or the rigid-lid:
136    C         U[n] = U* + dt x d/dx P
137    C         V[n] = V* + dt x d/dy P
138    C
139    C       "Calculation of Gs"
140    C       ===================
141    C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
142    C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated
143    C         rVel = sum_r ( div. u[n] )
144    C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
145    C         b   = b(rho, theta)
146    C         K31 = K31 ( rho )
147    C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )
148    C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )
149    C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
150    C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
151    C
152    C       "Time-stepping" or "Prediction"
153    C       ================================
154    C       The models variables are stepped forward with the appropriate
155    C       time-stepping scheme (currently we use Adams-Bashforth II)
156    C       - For momentum, the result is always *only* a "prediction"
157    C       in that the flow may be divergent and will be "corrected"
158    C       later with a surface pressure gradient.
159    C       - Normally for tracers the result is the new field at time
160    C       level [n+1} *BUT* in the case of implicit diffusion the result
161    C       is also *only* a prediction.
162    C       - We denote "predictors" with an asterisk (*).
163    C         U* = U[n] + dt x ( 3/2 Gu[n] - 1/2 Gu[n-1] )
164    C         V* = V[n] + dt x ( 3/2 Gv[n] - 1/2 Gv[n-1] )
165    C         theta[n+1] = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
166    C         salt[n+1] = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
167    C       With implicit diffusion:
168    C         theta* = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
169    C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
170    C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
171    C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
172    C---
173    
174  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
175  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
# Line 114  C     uninitialised but inert locations. Line 189  C     uninitialised but inert locations.
189          pTerm(i,j)   = 0. _d 0          pTerm(i,j)   = 0. _d 0
190          fZon(i,j)    = 0. _d 0          fZon(i,j)    = 0. _d 0
191          fMer(i,j)    = 0. _d 0          fMer(i,j)    = 0. _d 0
192          DO K=1,nZ          DO K=1,Nr
193           pH (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0
194           K13(i,j,k) = 0. _d 0           K13(i,j,k)  = 0. _d 0
195           K23(i,j,k) = 0. _d 0           K23(i,j,k)  = 0. _d 0
196           K33(i,j,k) = 0. _d 0           K33(i,j,k)  = 0. _d 0
197             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
198             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
199          ENDDO          ENDDO
200          rhokm1(i,j)  = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
201          rhokp1(i,j)  = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
202            rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0
203            rhoTMP (i,j) = 0. _d 0
204            buoyKM1(i,j) = 0. _d 0
205            buoyK  (i,j) = 0. _d 0
206            maskC  (i,j) = 0. _d 0
207         ENDDO         ENDDO
208        ENDDO        ENDDO
209    
210    
211        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
212         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
213    
 C--     Boundary condition on hydrostatic pressure is pH(z=0)=0  
         DO j=1-OLy,sNy+OLy  
          DO i=1-OLx,sNx+OLx  
           pH(i,j,1) = 0. _d 0  
           K13(i,j,1) = 0. _d 0  
           K23(i,j,1) = 0. _d 0  
           K33(i,j,1) = 0. _d 0  
           KapGM(i,j) = 0. _d 0  
          ENDDO  
         ENDDO  
   
214  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
215          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
216           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
217            wTrans(i,j)  = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
218            fVerT(i,j,1) = 0. _d 0            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0
219            fVerT(i,j,2) = 0. _d 0            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0
220            fVerS(i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
221            fVerS(i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
222            fVerU(i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
223            fVerU(i,j,2) = 0. _d 0            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0
224            fVerV(i,j,1) = 0. _d 0            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0
225            fVerV(i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
226              fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
227              fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
228              phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0
229              K13   (i,j,1) = 0. _d 0
230              K23   (i,j,1) = 0. _d 0
231              K33   (i,j,1) = 0. _d 0
232              KapGM (i,j)   = GMkbackground
233           ENDDO           ENDDO
234          ENDDO          ENDDO
235    
# Line 159  C--     Set up work arrays that need val Line 238  C--     Set up work arrays that need val
238          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
239          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
240    
241    
242            K = 1
243            BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
244    
245    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
246  C--     Calculate gradient of surface pressure  C--     Calculate gradient of surface pressure
247          CALL GRAD_PSURF(          CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(
248       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
249       O       pSurfX,pSurfY,       O       etaSurfX,etaSurfY,
250       I       myThid)       I       myThid)
   
251  C--     Update fields in top level according to tendency terms  C--     Update fields in top level according to tendency terms
252          CALL TIMESTEP(          CALL CORRECTION_STEP(
253       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,pSurfX,pSurfY,myThid)       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
254         I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
255            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )
256            IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
257    C--      Update fields in layer below according to tendency terms
258             CALL CORRECTION_STEP(
259         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
260         I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
261             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
262            ENDIF
263    #endif
264  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1
265    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
266          CALL FIND_RHO(          CALL FIND_RHO(
267       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 1, 1, 'LINEAR',       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
268       O     rhoKm1,       O     rhoKm1,
269       I     myThid )       I     myThid )
270  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  #endif
271          CALL CALC_PH(  
272       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,rhoKm1,rhoKm1,          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
273       U      pH,  C--      Check static stability with layer below
274    C--      and mix as needed.
275    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
276             CALL FIND_RHO(
277         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,
278         O      rhoKp1,
279         I      myThid )
280    #endif
281    #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
282             CALL CONVECT(
283         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
284         I       myTime,myIter,myThid)
285    #endif
286    C--      Recompute density after mixing
287    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
288             CALL FIND_RHO(
289         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
290         O      rhoKm1,
291         I      myThid )
292    #endif
293            ENDIF
294    C--     Calculate buoyancy
295            CALL CALC_BUOYANCY(
296         I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,
297         O      buoyKm1,
298         I      myThid )
299    C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
300    C--     phiHyd(z=0)=0
301            CALL CALC_PHI_HYD(
302         I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,
303         U      phiHyd,
304       I      myThid )       I      myThid )
305    
306          DO K=2,Nz          DO K=2,Nr
307  C--     Update fields in Kth level according to tendency terms           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
308          CALL TIMESTEP(  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
309       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,pSurfX,pSurfY,myThid)           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
310  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K level  C--       Update fields in layer below according to tendency terms
311          CALL FIND_RHO(            CALL CORRECTION_STEP(
312       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K, 'LINEAR',       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
313       O     rhoKm1,       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
314       I     myThid )            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
315  C--     Density of K level (below W(K)) reference to K level           ENDIF
316          CALL FIND_RHO(  #endif
317       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, 'LINEAR',  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level
318       O     rhoKp1,  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
319       I     myThid )           CALL FIND_RHO(
320  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,
321          CALL CALC_ISOSLOPES(       O      rhoK,
      I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I            rhoKm1, rhoKp1,  
      O            K13, K23, K33, KapGM,  
      I            myThid )  
 C--     Calculate static stability and mix where convectively unstable  
         CALL CONVECT(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,  
      I      myTime,myIter,myThid)  
 C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K-1 level  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K-1, 'LINEAR',  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 C--     Density of K level (below W(K)) referenced to K level  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, 'LINEAR',  
      O     rhoKp1,  
      I     myThid )  
 C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  
         CALL CALC_PH(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,  
      U      pH,  
322       I      myThid )       I      myThid )
323    #endif
324             IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
325    C--       Check static stability with layer below and mix as needed.
326    C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.
327    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
328              CALL FIND_RHO(
329         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,
330         O       rhoKp1,
331         I       myThid )
332    #endif
333    #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
334              CALL CONVECT(
335         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,
336         I        myTime,myIter,myThid)
337    #endif
338    C--       Recompute density after mixing
339    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
340              CALL FIND_RHO(
341         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
342         O       rhoK,
343         I       myThid )
344    #endif
345             ENDIF
346    C--      Calculate buoyancy
347             CALL CALC_BUOYANCY(
348         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoK,
349         O       buoyK,
350         I       myThid )
351    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
352    C--      phiHyd(z=0)=0
353             CALL CALC_PHI_HYD(
354         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,
355         U        phiHyd,
356         I        myThid )
357    C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
358    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
359             CALL FIND_RHO(
360         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,
361         O        rhoTmp,
362         I        myThid )
363    #endif
364    #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL
365             CALL CALC_ISOSLOPES(
366         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
367         I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,
368         O        K13, K23, K33, KapGM,
369         I        myThid )
370    #endif
371             DO J=jMin,jMax
372              DO I=iMin,iMax
373    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
374               rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)
375    #endif
376               buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)
377              ENDDO
378             ENDDO
379            ENDDO ! K
380    
381          ENDDO          DO K = Nr, 1, -1
382    
         DO K = Nz, 1, -1  
383           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)
384           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above
385           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer
# Line 234  C--     Integrate hydrostatic balance fo Line 391  C--     Integrate hydrostatic balance fo
391  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
392           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
393       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
394       O        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,
395       I        myThid)       I        myThid)
396    #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
397    C--      Calculate the total vertical diffusivity
398             CALL CALC_DIFFUSIVITY(
399         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
400         I        maskC,maskUp,KapGM,K33,
401         O        KappaRT,KappaRS,
402         I        myThid)
403    #endif
404  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  C--      Calculate accelerations in the momentum equations
405           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
406            CALL CALC_MOM_RHS(            CALL CALC_MOM_RHS(
407       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
408       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,
409       I         pH,       I         phiHyd,
410       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,
411       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,
412       I         myThid)       I         myTime, myThid)
413           ENDIF           ENDIF
   
414  C--      Calculate active tracer tendencies  C--      Calculate active tracer tendencies
415           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
416            CALL CALC_GT(            CALL CALC_GT(
417       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
418       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
419       I         K13,K23,K33,KapGM,       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,
420       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,
421       I         myThid)       I         myTime, myThid)
422             ENDIF
423             IF ( saltStepping ) THEN
424              CALL CALC_GS(
425         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
426         I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
427         I         K13,K23,KappaRS,KapGM,
428         U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,
429         I         myTime, myThid)
430             ENDIF
431    C--      Prediction step (step forward all model variables)
432             CALL TIMESTEP(
433         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
434         I       myThid)
435    C--      Apply open boundary conditions
436             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )
437    C--      Freeze water
438             IF (allowFreezing)
439         &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )
440    C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields
441             CALL CALC_DIV_GHAT(
442         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
443         I       xA,yA,
444         I       myThid)
445    
446    C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)
447    #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE
448             IF (taveFreq.GT.0.) THEN
449              CALL DO_TIME_AVERAGES(
450         I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,
451         I                           K13, K23, rVel, KapGM,
452         I                           myThid )
453           ENDIF           ENDIF
454  Cdbg     CALL CALC_GS(  #endif
 Cdbg I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  
 Cdbg I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,  
 Cdbg I        K13,K23,K33,KapGM,  
 Cdbg U        aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,  
 Cdbg I        myThid)  
455    
456          ENDDO          ENDDO ! K
457    
458    C--     Implicit diffusion
459            IF (implicitDiffusion) THEN
460             CALL IMPLDIFF( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
461         I                  KappaRT,KappaRS,
462         I                  myThid )
463            ENDIF
464    
465         ENDDO         ENDDO
466        ENDDO        ENDDO
467    
468  !dbg  write(0,*) 'dynamics: pS',minval(cg2d_x),maxval(cg2d_x)  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),
469  !dbg  write(0,*) 'dynamics: U',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))
470  !dbg &                         maxval(uVel(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.),
471  !dbg  write(0,*) 'dynamics: V',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
472  !dbg &                         maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),
473  !dbg  write(0,*) 'dynamics: gT',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
474  !dbg &                         maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',
475  !dbg  write(0,*) 'dynamics: T',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),
476  !dbg &                         maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)
477  !dbg  write(0,*) 'dynamics: pH',minval(pH/(Gravity*Rhonil)),  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',
478  !dbg &                          maxval(pH/(Gravity*Rhonil))  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),
479    C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)
480    cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),
481    cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))
482    cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),
483    cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))
484    cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),
485    cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))
486    C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
487    C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
488    C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
489    C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
490    C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
491    C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
492    C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
493    C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
494    C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),
495    C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))
496    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,
497    C    &Nr, 1, myThid )
498    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,
499    C    &Nr, 1, myThid )
500    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,
501    C    &Nr, 1, myThid )
502    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,
503    C    &Nr, 1, myThid )
504    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,
505    C    &Nr, 1, myThid )
506    
507    
508        RETURN        RETURN
509        END        END
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