/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.46 by adcroft, Mon Aug 30 18:25:33 1999 UTC revision 1.142 by jmc, Sun Apr 26 19:36:36 2009 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4    #include "PACKAGES_CONFIG.h"
5  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
6    #ifdef ALLOW_OBCS
7    # include "OBCS_OPTIONS.h"
8    #endif
9    
10    #undef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
11    
12    CBOP
13    C     !ROUTINE: DYNAMICS
14    C     !INTERFACE:
15        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
16  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
17  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      |  C     *==========================================================*
18  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model |  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      
19  C     |   dynamics.                                              |  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model  
20  C     |==========================================================|  C     |   dynamics.                                              
21  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each     |  C     *==========================================================*
22  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have |  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each      
23  C     | overlap regions they are independent of one another.     |  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have  
24  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  |  C     | overlap regions they are independent of one another.      
25  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference |  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  
26  C     | operations with stencils wider than the overlap region   |  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference  
27  C     | require special consideration.                           |  C     | operations with stencils wider than the overlap region    
28  C     | Notes                                                    |  C     | require special consideration.                            
29  C     | =====                                                    |  C     | The algorithm...
30  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     |
31  C     |      presently being developed.                          |  C     | "Correction Step"
32  C     \==========================================================/  C     | =================
33    C     | Here we update the horizontal velocities with the surface
34    C     | pressure such that the resulting flow is either consistent
35    C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:
36    C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P
37    C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P
38    C     |   W[n] = W* + dt x d/dz P  (NH mode)
39    C     |
40    C     | "Calculation of Gs"
41    C     | ===================
42    C     | This is where all the accelerations and tendencies (ie.
43    C     | physics, parameterizations etc...) are calculated
44    C     |   rho = rho ( theta[n], salt[n] )
45    C     |   b   = b(rho, theta)
46    C     |   K31 = K31 ( rho )
47    C     |   Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
48    C     |   Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
49    C     |   Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
50    C     |   Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
51    C     |
52    C     | "Time-stepping" or "Prediction"
53    C     | ================================
54    C     | The models variables are stepped forward with the appropriate
55    C     | time-stepping scheme (currently we use Adams-Bashforth II)
56    C     | - For momentum, the result is always *only* a "prediction"
57    C     | in that the flow may be divergent and will be "corrected"
58    C     | later with a surface pressure gradient.
59    C     | - Normally for tracers the result is the new field at time
60    C     | level [n+1} *BUT* in the case of implicit diffusion the result
61    C     | is also *only* a prediction.
62    C     | - We denote "predictors" with an asterisk (*).
63    C     |   U* = U[n] + dt x ( 3/2 Gu[n] - 1/2 Gu[n-1] )
64    C     |   V* = V[n] + dt x ( 3/2 Gv[n] - 1/2 Gv[n-1] )
65    C     |   theta[n+1] = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
66    C     |   salt[n+1] = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
67    C     | With implicit diffusion:
68    C     |   theta* = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
69    C     |   salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
70    C     |   (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
71    C     |   (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
72    C     |
73    C     *==========================================================*
74    C     \ev
75    C     !USES:
76        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
   
77  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
78  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
79  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
80  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
81  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
82  #include "GRID.h"  #ifdef ALLOW_CD_CODE
83  #ifdef ALLOW_KPP  #include "CD_CODE_VARS.h"
 #include "KPPMIX.h"  
84  #endif  #endif
85    #include "GRID.h"
86    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
87    # include "tamc.h"
88    # include "tamc_keys.h"
89    # include "FFIELDS.h"
90    # include "EOS.h"
91    # ifdef ALLOW_KPP
92    #  include "KPP.h"
93    # endif
94    # ifdef ALLOW_PTRACERS
95    #  include "PTRACERS_SIZE.h"
96    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
97    # endif
98    # ifdef ALLOW_OBCS
99    #  include "OBCS.h"
100    #  ifdef ALLOW_PTRACERS
101    #   include "OBCS_PTRACERS.h"
102    #  endif
103    # endif
104    # ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
105    #  include "MOM_FLUXFORM.h"
106    # endif
107    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
108    
109    C     !CALLING SEQUENCE:
110    C     DYNAMICS()
111    C      |
112    C      |-- CALC_EP_FORCING
113    C      |
114    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
115    C      |
116    C      |-- CALC_VISCOSITY
117    C      |
118    C      |-- CALC_PHI_HYD
119    C      |
120    C      |-- MOM_FLUXFORM
121    C      |
122    C      |-- MOM_VECINV
123    C      |
124    C      |-- TIMESTEP
125    C      |
126    C      |-- OBCS_APPLY_UV
127    C      |
128    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
129    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
130    C      |
131    C      |-- IMPLDIFF
132    C      |
133    C      |-- OBCS_APPLY_UV
134    C      |
135    C      |-- CALC_GW
136    C      |
137    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
138    C      |-- DEBUG_STATS_RL
139    
140    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
141  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
142  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
143  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
144  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
       INTEGER myThid  
145        _RL myTime        _RL myTime
146        INTEGER myIter        INTEGER myIter
147          INTEGER myThid
148    
149    C     !LOCAL VARIABLES:
150  C     == Local variables  C     == Local variables
151  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
152  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
153  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
154  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
155  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
156  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
157  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C                      (=pressure/rho0) anomaly
158  C                                        lower cell faces.  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
159  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
160  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
161  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
162  C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
163  C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
164  C                              o xTerm: Mixing term  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
165  C                              o cTerm: Coriolis term  C     KappaRU    :: vertical viscosity
166  C                              o mTerm: Metric term  C     KappaRV    :: vertical viscosity
 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  
 C                                      is "pipelined" in the vertical  
 C                                      so we need an fVer for each  
 C                                      variable.  
 C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level  
 C                      below.  
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
 C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  
 C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  
 C                      pressure anomaly  
 C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  
 C                      surface height  
 C                      anomaly.  
 C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  
 C     etaSurfY  
 C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation  
 C                      diffusion tensor.  
 C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.  
 C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  
 C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  
167  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
168  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
169  C     bi, bj  C     bi, bj
170  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
171  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
172  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
       _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _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)  
       _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
173        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
174        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
175        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
176        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
177        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
178        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
179        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
180        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
181        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
182        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
       _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
183        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
184        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
185    
 #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
       _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
 #endif  
   
186        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
187        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
188        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
189        INTEGER i, j        INTEGER i, j
190        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
191        LOGICAL BOTTOM_LAYER  
192    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
193          _RL tmpFac
194    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
195    
196    
197  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
198  C  C
# Line 149  C Line 207  C
207  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
208  C       ===================  C       ===================
209  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
210  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
211  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
212  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
213  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
214  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
215  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
216  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
217  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
218  C  C
219  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
220  C       ================================  C       ================================
# Line 180  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 237  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
237  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
238  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
239  C---  C---
240    CEOP
241    
242    #ifdef ALLOW_DEBUG
243          IF ( debugLevel .GE. debLevB )
244         &   CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
245    #endif
246    
247    C-- Call to routine for calculation of
248    C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
249    C   if desired:
250    #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
251          CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
252    #endif
253    
254    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
255    C--   HPF directive to help TAMC
256    CHPF$ INDEPENDENT
257    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
258    
259          DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
260    
261    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
262    C--    HPF directive to help TAMC
263    CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
264    CHPF$&                  ,phiHydF
265    CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
266    CHPF$&                  )
267    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
268    
269           DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
270    
271    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
272              act1 = bi - myBxLo(myThid)
273              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
274              act2 = bj - myByLo(myThid)
275              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
276              act3 = myThid - 1
277              max3 = nTx*nTy
278              act4 = ikey_dynamics - 1
279              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
280         &                      + act3*max1*max2
281         &                      + act4*max1*max2*max3
282    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
283    
284  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
285  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
286  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
287  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
288  C     uninitialised but inert locations.  C     uninitialised but inert locations.
       DO j=1-OLy,sNy+OLy  
        DO i=1-OLx,sNx+OLx  
         xA(i,j)      = 0. _d 0  
         yA(i,j)      = 0. _d 0  
         uTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         vTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         aTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         xTerm(i,j)   = 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  
          K13(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K23(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K33(i,j,k)  = 0. _d 0  
          KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0  
         ENDDO  
         rhoKM1 (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  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
        ENDDO  
       ENDDO  
   
289    
290        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
291         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)          DO k=1,Nr
292             DO j=1-OLy,sNy+OLy
293  C--     Set up work arrays that need valid initial values            DO i=1-OLx,sNx+OLx
294               KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
295               KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
296    cph(
297    c--   need some re-initialisation here to break dependencies
298    cph)
299               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
300               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
301              ENDDO
302             ENDDO
303            ENDDO
304    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
305          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
306           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
307            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
308            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
309            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
310            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
311            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
312            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
313            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
314            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
315            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
316            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
317            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            guDissip(i,j)  = 0. _d 0
318            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
319            K13   (i,j,1) = 0. _d 0  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
320            K23   (i,j,1) = 0. _d 0  # ifdef NONLIN_FRSURF
321            K33   (i,j,1) = 0. _d 0  #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
322            KapGM (i,j)   = GMkbackground            dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
323              dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
324              dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
325    #  endif
326    # endif
327    #endif
328           ENDDO           ENDDO
329          ENDDO          ENDDO
330    
331    C--     Start computation of dynamics
332            iMin = 0
333            iMax = sNx+1
334            jMin = 0
335            jMax = sNy+1
336    
337    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
338    CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =
339    CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
340    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
341    
342    C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
343    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
344            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
345              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
346         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
347         I         etaN,
348         O         phiSurfX,phiSurfY,
349         I         myThid )
350            ENDIF
351    
352    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
353    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
354    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
355    #ifdef ALLOW_KPP
356    CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
357    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
358    #endif /* ALLOW_KPP */
359    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
360    
361    #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
362    C--     Calculate the total vertical viscosity
363            CALL CALC_VISCOSITY(
364         I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
365         O            KappaRU, KappaRV,
366         I            myThid )
367    #else
368          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
369           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
370            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
371  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
372             ConvectCount(i,j,k) = 0.             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
 #endif  
            KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
            KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
373            ENDDO            ENDDO
374           ENDDO           ENDDO
375          ENDDO          ENDDO
   
         iMin = 1-OLx+1  
         iMax = sNx+OLx  
         jMin = 1-OLy+1  
         jMax = sNy+OLy  
   
   
         K = 1  
         BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  
   
 #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) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )  
 #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) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  
 #endif  
         ENDIF  
 #endif  
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
376  #endif  #endif
377    
378          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
379  #ifdef ALLOW_KPP  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
380       &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
381  #endif  CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
382       &     ) THEN  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
383  C--      Check static stability with layer below  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
384  C--      and mix as needed.  
385  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  C--     Start of dynamics loop
386           CALL FIND_RHO(          DO k=1,Nr
387       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,  
388       O      rhoKp1,  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
389       I      myThid )  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
390  #endif  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
391  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
392           CALL CONVECT(            km1  = MAX(1,k-1)
393       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,            kp1  = MIN(k+1,Nr)
394       U       ConvectCount,            kup  = 1+MOD(k+1,2)
395       I       myTime,myIter,myThid)            kDown= 1+MOD(k,2)
396  #endif  
397  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
398           IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
399       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  c
400       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
401       I       myTime,myIter,myThid)  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
402  C--      Recompute density after mixing  CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
403  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
404           CALL FIND_RHO(  CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
405       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
406       O      rhoKm1,  CADJ STORE gt(:,:,k,bi,bj)
407       I      myThid )  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
408  #endif  CADJ STORE gs(:,:,k,bi,bj)
409          ENDIF  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
410  C--     Calculate buoyancy  # ifdef NONLIN_FRSURF
411          CALL CALC_BUOYANCY(  cph-test
412       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,  CADJ STORE  phiHydC (:,:)
413       O      buoyKm1,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
414       I      myThid )  CADJ STORE  phiHydF (:,:)
415  C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
416  C--     phiHyd(z=0)=0  CADJ STORE  gudissip (:,:)
417          CALL CALC_PHI_HYD(  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
418       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,  CADJ STORE  gvdissip (:,:)
419       U      phiHyd,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
420       I      myThid )  CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
421    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
422          DO K=2,Nr  CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
423           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
424  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  CADJ STORE gu(:,:,k,bi,bj)
425           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
426  C--       Update fields in layer below according to tendency terms  CADJ STORE gv(:,:,k,bi,bj)
427            CALL CORRECTION_STEP(  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
428       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,  CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)
429       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
430  #ifdef ALLOW_OBCS  CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)
431            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
432  #endif  #  ifdef ALLOW_CD_CODE
433    CADJ STORE unm1(:,:,k,bi,bj)
434    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
435    CADJ STORE vnm1(:,:,k,bi,bj)
436    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
437    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
438    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
439    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
440    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
441    #  endif
442    # endif
443    # ifdef ALLOW_DEPTH_CONTROL
444    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
445    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
446    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
447    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
448    # endif
449    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
450    
451    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
452    C        phiHyd(z=0)=0
453             IF ( implicitIntGravWave ) THEN
454               CALL CALC_PHI_HYD(
455         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
456         I        gT, gS,
457         U        phiHydF,
458         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
459         I        myTime, myIter, myThid )
460             ELSE
461               CALL CALC_PHI_HYD(
462         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
463         I        theta, salt,
464         U        phiHydF,
465         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
466         I        myTime, myIter, myThid )
467           ENDIF           ENDIF
468    
469    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
470    C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
471             IF ( momStepping ) THEN
472    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
473    # ifdef NONLIN_FRSURF
474    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
475    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
476    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
477    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
478    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
479    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
480    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
481    #  endif
482    # endif
483  #endif  #endif
484  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
485  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
486           CALL FIND_RHO(  C
487       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,                CALL MOM_FLUXFORM(
488       O      rhoK,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
489       I      myThid )       I         KappaRU, KappaRV,
490  #endif       U         fVerU, fVerV,
491           IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)       O         guDissip, gvDissip,
492  #ifdef ALLOW_KPP       I         myTime, myIter, myThid)
      &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing  
 #endif  
      &      ) 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  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,  
      O       rhoKp1,  
      I       myThid )  
 #endif  
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
           CALL CONVECT(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,  
      U        ConvectCount,  
      I        myTime,myIter,myThid)  
 #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)  
 C--       Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O       rhoK,  
      I       myThid )  
 #endif  
          ENDIF  
 C--      Calculate buoyancy  
          CALL CALC_BUOYANCY(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoK,  
      O       buoyK,  
      I       myThid )  
 C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  
 C--      phiHyd(z=0)=0  
          CALL CALC_PHI_HYD(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,  
      U        phiHyd,  
      I        myThid )  
 C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,  
      O        rhoTmp,  
      I        myThid )  
 #endif  
 #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL  
          CALL CALC_ISOSLOPES(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,  
      O        K13, K23, K33, KapGM,  
      I        myThid )  
 #endif  
          DO J=jMin,jMax  
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
493  #endif  #endif
494             buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)             ELSE
495            ENDDO  #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
496           ENDDO  C
497          ENDDO ! K  # ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
498    #  ifdef NONLIN_FRSURF
499  #ifdef ALLOW_KPP  CADJ STORE fVerU(:,:,:)
500  C--     Compute KPP mixing coefficients  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
501          IF (usingKPPmixing) THEN  CADJ STORE fVerV(:,:,:)
502           CALL TIMER_START('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
503       I          , myThid)  #  endif
504           CALL KVMIX(  # endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
505       I               bi, bj, myTime, myThid )  C
506           CALL TIMER_STOP ('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'               CALL MOM_VECINV(
507       I        , myThid)       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
508          ENDIF       I         KappaRU, KappaRV,
509         U         fVerU, fVerV,
510         O         guDissip, gvDissip,
511         I         myTime, myIter, myThid)
512  #endif  #endif
513               ENDIF
514    C
515               CALL TIMESTEP(
516         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
517         I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
518         I         guDissip, gvDissip,
519         I         myTime, myIter, myThid)
520    
521          DO K = Nr, 1, -1  #ifdef   ALLOW_OBCS
   
          kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)  
          kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above  
          kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer  
          iMin = 1-OLx+2  
          iMax = sNx+OLx-1  
          jMin = 1-OLy+2  
          jMax = sNy+OLy-1  
   
 C--      Get temporary terms used by tendency routines  
          CALL CALC_COMMON_FACTORS (  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,  
      O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,  
      I        myThid)  
 #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  
 C--      Calculate the total vertical diffusivity  
          CALL CALC_DIFFUSIVITY(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I        maskC,maskUp,KapGM,K33,  
      O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,  
      I        myThid)  
 #endif  
 C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
          IF ( momStepping ) THEN  
           CALL CALC_MOM_RHS(  
      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)  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
          IF ( tempStepping ) THEN  
           CALL CALC_GT(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,  
      I         K13,K23,KappaRT,KapGM,  
      U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,  
      I         myTime, myThid)  
          ENDIF  
          IF ( saltStepping ) THEN  
           CALL CALC_GS(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,  
      I         K13,K23,KappaRS,KapGM,  
      U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,  
      I         myTime, myThid)  
          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  
522  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
523           IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )             IF (useOBCS) THEN
524  #endif               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
525  C--      Freeze water             ENDIF
526           IF (allowFreezing)  #endif   /* ALLOW_OBCS */
527       &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )  
 C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  
          CALL CALC_DIV_GHAT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       xA,yA,  
      I       myThid)  
   
 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                           K13, K23, rVel, KapGM, ConvectCount,  
      I                           myThid )  
528           ENDIF           ENDIF
 #endif  
529    
530    
531          ENDDO ! K  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
532            ENDDO
533    
534  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
535          IF (implicitDiffusion) THEN  #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && defined (ALLOW_MOM_COMMON))
536           IF (tempStepping) CALL IMPLDIFF(          IF ( momImplVertAdv ) THEN
537       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,            CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
538       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
539       U         gTNm1,            CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
540       I         myThid )       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
541           IF (saltStepping) CALL IMPLDIFF(          ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
542       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
543       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,          IF     ( implicitViscosity ) THEN
544       U         gSNm1,  #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
545       I         myThid )  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
546          ENDIF ! implicitDiffusion  CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
547  C--     Implicit viscosity  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
548          IF (implicitViscosity) THEN  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
          IF (momStepping) THEN  
549            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
550       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
551       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU,recip_HFacW,
552       U         gUNm1,       U         gU,
553       I         myThid )       I         myThid )
554    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
555    CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
556    CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
557    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
558            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
559       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
560       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV,recip_HFacS,
561       U         gVNm1,       U         gV,
562       I         myThid )       I         myThid )
563  #ifdef INCLUDE_CD_CODE          ENDIF
564    
565    #ifdef   ALLOW_OBCS
566    C--      Apply open boundary conditions
567            IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN
568               DO K=1,Nr
569                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
570               ENDDO
571            ENDIF
572    #endif   /* ALLOW_OBCS */
573    
574    #ifdef    ALLOW_CD_CODE
575            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
576    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
577    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
578    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
579            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
580       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
581       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
582       U         vVelD,       U         vVelD,
583       I         myThid )       I         myThid )
584    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
585    CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
586    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
587            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
588       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
589       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
590       U         uVelD,       U         uVelD,
591       I         myThid )       I         myThid )
592            ENDIF
593    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
594    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
595    
596    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
597    
598    #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
599    C--   Step forward W field in N-H algorithm
600            IF ( nonHydrostatic ) THEN
601    #ifdef ALLOW_DEBUG
602             IF ( debugLevel .GE. debLevB )
603         &     CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
604    #endif
605             CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
606             CALL CALC_GW(
607         I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
608         I                 myTime, myIter, myThid )
609            ENDIF
610            IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
611         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
612            IF ( nonHydrostatic )
613         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
614  #endif  #endif
615           ENDIF ! momStepping  
616          ENDIF ! implicitViscosity  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
617    
618    C-    end of bi,bj loops
619         ENDDO         ENDDO
620        ENDDO        ENDDO
621    
622  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  #ifdef ALLOW_OBCS
623  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))        IF (useOBCS) THEN
624  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),         CALL OBCS_PRESCRIBE_EXCHANGES(myThid)
625  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)        ENDIF
626  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  #endif
627  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)  
628  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',  Cml(
629  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),  C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
630  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)  C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
631  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',  C     has to be removed by something like the following subroutine:
632  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskH, maskH, rA, drF,
633  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)  C     &                'phiHydLow', myTime, myThid )
634  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),  Cml)
635  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))  
636  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
637  cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))        IF ( useDiagnostics ) THEN
638  cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),  
639  cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))         CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
640  C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
641  C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
642  C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         tmpFac = 1. _d 0
643  C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))         CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
644  C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),       &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
645  C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
646  C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
647  C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))       &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
648  C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),  
649  C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))        ENDIF
650  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
651  C    &Nr, 1, myThid )  
652  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,  #ifdef ALLOW_DEBUG
653  C    &Nr, 1, myThid )        If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
654  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
655  C    &Nr, 1, myThid )         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
656  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
657  C    &Nr, 1, myThid )         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
658  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
659  C    &Nr, 1, myThid )         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
660           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
661           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
662           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gT,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
663           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gS,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
664    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
665           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
666           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
667           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
668           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
669    #endif
670          ENDIF
671    #endif
672    
673    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
674    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
675    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
676    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
677          IF ( debugLevel .GT. debLevB ) THEN
678           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
679          ENDIF
680    #endif
681    
682    #ifdef ALLOW_DEBUG
683          IF ( debugLevel .GE. debLevB )
684         &   CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
685    #endif
686    
687        RETURN        RETURN
688        END        END
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