/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
ViewVC logotype

Diff of /MITgcm/model/src/dynamics.F

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Revision Graph Revision Graph | View Patch Patch

revision 1.52 by adcroft, Thu Jun 29 18:49:50 2000 UTC revision 1.125 by jmc, Fri Sep 16 21:40:58 2005 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    #undef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
7    
8    CBOP
9    C     !ROUTINE: DYNAMICS
10    C     !INTERFACE:
11        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
12  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
13  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      |  C     *==========================================================*
14  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model |  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      
15  C     |   dynamics.                                              |  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model  
16  C     |==========================================================|  C     |   dynamics.                                              
17  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each     |  C     *==========================================================*
18  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have |  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each      
19  C     | overlap regions they are independent of one another.     |  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have  
20  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  |  C     | overlap regions they are independent of one another.      
21  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference |  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  
22  C     | operations with stencils wider than the overlap region   |  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference  
23  C     | require special consideration.                           |  C     | operations with stencils wider than the overlap region    
24  C     | Notes                                                    |  C     | require special consideration.                            
25  C     | =====                                                    |  C     | The algorithm...
26  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     |
27  C     |      presently being developed.                          |  C     | "Correction Step"
28  C     \==========================================================/  C     | =================
29  c  C     | Here we update the horizontal velocities with the surface
30  c     changed: Patrick Heimbach heimbach@mit.edu 6-Jun-2000  C     | pressure such that the resulting flow is either consistent
31  c              - computation of ikey wrong for nTx,nTy > 1  C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:
32  c                and/or nsx,nsy > 1: act1 and act2 were  C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P
33  c                mixed up.  C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P
34    C     |   W[n] = W* + dt x d/dz P  (NH mode)
35    C     |
36    C     | "Calculation of Gs"
37    C     | ===================
38    C     | This is where all the accelerations and tendencies (ie.
39    C     | physics, parameterizations etc...) are calculated
40    C     |   rho = rho ( theta[n], salt[n] )
41    C     |   b   = b(rho, theta)
42    C     |   K31 = K31 ( rho )
43    C     |   Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
44    C     |   Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
45    C     |   Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
46    C     |   Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
47    C     |
48    C     | "Time-stepping" or "Prediction"
49    C     | ================================
50    C     | The models variables are stepped forward with the appropriate
51    C     | time-stepping scheme (currently we use Adams-Bashforth II)
52    C     | - For momentum, the result is always *only* a "prediction"
53    C     | in that the flow may be divergent and will be "corrected"
54    C     | later with a surface pressure gradient.
55    C     | - Normally for tracers the result is the new field at time
56    C     | level [n+1} *BUT* in the case of implicit diffusion the result
57    C     | is also *only* a prediction.
58    C     | - We denote "predictors" with an asterisk (*).
59    C     |   U* = U[n] + dt x ( 3/2 Gu[n] - 1/2 Gu[n-1] )
60    C     |   V* = V[n] + dt x ( 3/2 Gv[n] - 1/2 Gv[n-1] )
61    C     |   theta[n+1] = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
62    C     |   salt[n+1] = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
63    C     | With implicit diffusion:
64    C     |   theta* = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
65    C     |   salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
66    C     |   (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
67    C     |   (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
68    C     |
69    C     *==========================================================*
70    C     \ev
71    C     !USES:
72        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
   
73  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
74  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
75  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
76  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
77  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
78    #ifdef ALLOW_CD_CODE
79    #include "CD_CODE_VARS.h"
80    #endif
81  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
   
82  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
83  #include "tamc.h"  # include "tamc.h"
84  #include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
85  #endif  # include "FFIELDS.h"
86    # include "EOS.h"
87    # ifdef ALLOW_KPP
88    #  include "KPP.h"
89    # endif
90    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
91    
92    C     !CALLING SEQUENCE:
93    C     DYNAMICS()
94    C      |
95    C      |-- CALC_EP_FORCING
96    C      |
97    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
98    C      |
99    C      |-- CALC_VISCOSITY
100    C      |
101    C      |-- CALC_PHI_HYD  
102    C      |
103    C      |-- MOM_FLUXFORM  
104    C      |
105    C      |-- MOM_VECINV    
106    C      |
107    C      |-- TIMESTEP      
108    C      |
109    C      |-- OBCS_APPLY_UV
110    C      |
111    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R      
112    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R      
113    C      |
114    C      |-- IMPLDIFF      
115    C      |
116    C      |-- OBCS_APPLY_UV
117    C      |
118    C      |-- CALC_GW
119    C      |
120    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
121    C      |-- DEBUG_STATS_RL
122    
123    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
124  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
125  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
126  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
# Line 49  C     myThid - Thread number for this in Line 129  C     myThid - Thread number for this in
129        INTEGER myIter        INTEGER myIter
130        INTEGER myThid        INTEGER myThid
131    
132    C     !LOCAL VARIABLES:
133  C     == Local variables  C     == Local variables
134  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
135  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
136  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
137  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
138  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
139  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
140  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C                      (=pressure/rho0) anomaly
141  C                                        lower cell faces.  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
142  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
143  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
144  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
145  C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
146  C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
147  C                              o xTerm: Mixing term  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
 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  
 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     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  
 C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  
148  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
149  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
150  C     bi, bj  C     bi, bj
151  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
152  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
153  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)  
154        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
155        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
156        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
157        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
158        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
159        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
160        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
161        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
162        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
163        _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 KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
       _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
164        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
165        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
       _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
   
 C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  
 C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
       _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
 C #endif  
166    
167        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
168        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
169        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
170        INTEGER i, j        INTEGER i, j
171        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
172    
173  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
174        INTEGER    isbyte        _RL tmpFac
175        PARAMETER( isbyte = 4 )  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
   
       INTEGER act1, act2, act3, act4  
       INTEGER max1, max2, max3  
       INTEGER iikey, kkey  
       INTEGER maximpl  
 #endif  
176    
177    
178  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
179  C  C
180  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 164  C Line 188  C
188  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
189  C       ===================  C       ===================
190  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
191  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
192  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
193  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
194  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
195  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
196  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
197  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
198  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
199  C  C
200  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
201  C       ================================  C       ================================
# Line 195  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 218  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
218  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
219  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
220  C---  C---
221    CEOP
222    
223  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DEBUG
224  C--   dummy statement to end declaration part        IF ( debugLevel .GE. debLevB )
225        ikey = 1       &   CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
226  #endif  #endif
227    
228  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C-- Call to routine for calculation of
229  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
230  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C   if desired:
231  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to  #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
232  C     uninitialised but inert locations.        CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
233        DO j=1-OLy,sNy+OLy  #endif
        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  
          KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaR(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  
   
234    
235  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
236  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
237  !HPF$ INDEPENDENT  CHPF$ INDEPENDENT
238  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
239    
240        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
241    
242  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
243  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
244  !HPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
245  !HPF$&                  ,phiHyd,  CHPF$&                  ,phiHydF
246  !HPF$&                  ,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
247  !HPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  )
248  !HPF$&                  )  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif  
249    
250         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
251    
252  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
253            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
254            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
   
255            act2 = bj - myByLo(myThid)            act2 = bj - myByLo(myThid)
256            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
   
257            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
258            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
   
259            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
260              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
           ikey = (act1 + 1) + act2*max1  
261       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
262       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
263  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
264    
265  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
266          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These inital values do not alter the numerical results. They
267           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
268            rTrans(i,j)   = 0. _d 0  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
269            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0  C     uninitialised but inert locations.
           rVel  (i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerT (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerT (i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerS (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerS (i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerU (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerU (i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerV (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerV (i,j,2) = 0. _d 0  
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
          ENDDO  
         ENDDO  
270    
271          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
272           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
273            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
274  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
275             ConvectCount(i,j,k) = 0.             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
276    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
277    cph(
278    c--   need some re-initialisation here to break dependencies
279    cph)
280               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
281               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
282  #endif  #endif
            KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
            KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
283            ENDDO            ENDDO
284           ENDDO           ENDDO
285          ENDDO          ENDDO
286            DO j=1-OLy,sNy+OLy
287          iMin = 1-OLx+1           DO i=1-OLx,sNx+OLx
288          iMax = sNx+OLx            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
289          jMin = 1-OLy+1            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
290          jMax = sNy+OLy            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
291              fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
292              phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
293          K = 1            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
294          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
295              dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
296  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
297  C--     Calculate gradient of surface pressure            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
298          CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(            guDissip(i,j)  = 0. _d 0
299       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
      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  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1  
 #endif  
   
          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  
   
 #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  
          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_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, 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 K level (below W(K)) 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, 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,  
      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  
          CALL GRAD_SIGMA(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I             rhoK, rhotmp, rhoK,  
      O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
   
   
          DO J=jMin,jMax  
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
 #endif  
            buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  
           ENDDO  
300           ENDDO           ENDDO
301          ENDDO          ENDDO
 C--     end of k loop  
302    
303  #ifdef ALLOW_GMREDI  C--     Start computation of dynamics
304  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC          iMin = 0
305  CADJ STORE rhoTmp(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte          iMax = sNx+1
306  CADJ STORE rhok  (:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte          jMin = 0
307  CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte          jMax = sNy+1
308  #endif  
309          DO K=1, Nr  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
310           IF (use_GMRedi) CALL GMREDI_CALC_TENSOR(  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =
311       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  CADJ &     comlev1_bibj, key = idynkey, byte = isbyte
312       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
313       I             myThid )  
314          ENDDO  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
315  #endif  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
316            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
317              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
318         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
319         I         etaN,
320         O         phiSurfX,phiSurfY,
321         I         myThid )                        
322            ENDIF
323    
324  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
325  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
326  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif  
   
327  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_KPP
328  C--     Compute KPP mixing coefficients  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
329          CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
330          CALL KPP_CALC(  #endif /* ALLOW_KPP */
331       I               bi, bj, myTime, myThid )  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
         CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
 #endif  
   
 C--     Start of upward loop  
         DO K = Nr, 1, -1  
   
          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  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1  
 #endif  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rvel  (:,:,kDown)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 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  
   
 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 ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
          CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, K, Kup, rTrans, rVel, myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
332    
333  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
334  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
335           CALL CALC_DIFFUSIVITY(          DO k=1,Nr
336       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,           CALL CALC_VISCOSITY(
337       I        maskC,maskUp,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
338       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRU,KappaRV,
339       I        myThid)       I        myThid)
340           ENDDO
341  #endif  #endif
342  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)  
 #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  
          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         KappaRT,  
      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         KappaRS,  
      U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,  
      I         myTime, myThid)  
          ENDIF  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
 C--      Calculate future values on open boundaries  
          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  
 C--      Apply open boundary conditions  
          IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 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 )  
          END IF  
 #endif  
 C--      Freeze water  
          IF (allowFreezing) THEN  
343  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
344  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
345  #endif  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
346              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )  CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
347           END IF  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
348    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
349    
350  #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS  C--     Start of dynamics loop
351  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields          DO k=1,Nr
          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  
352    
353    C--       km1    Points to level above k (=k-1)
354    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
355    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
356    
357              km1  = MAX(1,k-1)
358              kp1  = MIN(k+1,Nr)
359              kup  = 1+MOD(k+1,2)
360              kDown= 1+MOD(k,2)
361    
362          ENDDO ! K  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
363             kkey = (idynkey-1)*Nr + k
364    c
365    CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
366    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
367    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
368    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
369    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
370    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
371    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
372    
373  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
374             maximpl = 6  C        phiHyd(z=0)=0
375             iikey = (ikey-1)*maximpl           CALL CALC_PHI_HYD(
376  #endif       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
377         I        theta, salt,
378         U        phiHydF,
379         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
380         I        myTime, myIter, myThid )
381    
382  C--     Implicit diffusion  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
383          IF (implicitDiffusion) THEN  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
384             IF ( momStepping ) THEN
385    #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
386               IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(
387         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
388         I         KappaRU, KappaRV,
389         U         fVerU, fVerV,
390         O         guDissip, gvDissip,
391         I         myTime, myIter, myThid)
392    #endif
393    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
394               IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(
395         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
396         I         KappaRU, KappaRV,
397         U         fVerU, fVerV,
398         O         guDissip, gvDissip,
399         I         myTime, myIter, myThid)
400    #endif
401               CALL TIMESTEP(
402         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
403         I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
404         I         guDissip, gvDissip,
405         I         myTime, myIter, myThid)
406    
407           IF (tempStepping) THEN  #ifdef   ALLOW_OBCS
408  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--      Apply open boundary conditions
409              idkey = iikey + 1             IF (useOBCS) THEN
410  #endif               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
411              CALL IMPLDIFF(             ENDIF
412       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  #endif   /* ALLOW_OBCS */
      I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,  
      U         gTNm1,  
      I         myThid )  
          END IF  
413    
414           IF (saltStepping) THEN           ENDIF
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          idkey = iikey + 2  
 #endif  
             CALL IMPLDIFF(  
      I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
      I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,  
      U         gSNm1,  
      I         myThid )  
          END IF  
415    
         ENDIF ! implicitDiffusion  
416    
417  C--     Implicit viscosity  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
418          IF (implicitViscosity) THEN          ENDDO
419    
420           IF (momStepping) THEN  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
421  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE
422           idkey = iikey + 3          IF ( momImplVertAdv ) THEN
423  #endif            CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
424         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
425              CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
426         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
427            ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
428    #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
429            IF     ( implicitViscosity ) THEN
430    #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
431    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
432    CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
433    CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
434    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
435            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
436       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
437       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU,recip_HFacW,
438       U         gUNm1,       U         gU,
439       I         myThid )       I         myThid )
440  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
441           idkey = iikey + 4  CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
442  #endif  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
443    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
444            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
445       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
446       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV,recip_HFacS,
447       U         gVNm1,       U         gV,
448       I         myThid )       I         myThid )
449            ENDIF
450    
451  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef   ALLOW_OBCS
452    C--      Apply open boundary conditions
453            IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN
454               DO K=1,Nr
455                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
456               ENDDO
457            ENDIF
458    #endif   /* ALLOW_OBCS */
459    
460  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
461           idkey = iikey + 5          IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
462  #endif  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
463    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
464    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
465            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
466       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
467       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
468       U         vVelD,       U         vVelD,
469       I         myThid )       I         myThid )
470  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
471          idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
472  #endif  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
473            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
474       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
475       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
476       U         uVelD,       U         uVelD,
477       I         myThid )       I         myThid )
478            ENDIF
479  #endif  #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
480    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
          ENDIF ! momStepping  
         ENDIF ! implicitViscosity  
481    
482         ENDDO         ENDDO
483        ENDDO        ENDDO
484    
485  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  #ifdef ALLOW_OBCS
486  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))        IF (useOBCS) THEN
487  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)
488  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)        ENDIF
489  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  #endif
490  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)  
491  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
492  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),  
493  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)  #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
494  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',  C--   Step forward W field in N-H algorithm
495  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),        IF ( momStepping .AND. nonHydrostatic ) THEN
496  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)  #ifdef ALLOW_DEBUG
497  C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),           IF ( debugLevel .GE. debLevB )
498  C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))       &     CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
499  C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  #endif
500  C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))           CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
501  C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),           CALL CALC_GW( myTime, myIter, myThid )
502  C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))           CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
503  C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),        ENDIF
504  C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  #endif
505  C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),  
506  C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
507  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,  
508  C    &Nr, 1, myThid )  Cml(
509  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,  C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
510  C    &Nr, 1, myThid )  C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
511  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,  C     has to be removed by something like the following subroutine:
512  C    &Nr, 1, myThid )  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskH, maskH, rA, drF,
513  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,  C     &                'phiHydLow', myThid )
514  C    &Nr, 1, myThid )  Cml)
515  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,  
516  C    &Nr, 1, myThid )  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
517          IF ( usediagnostics ) THEN
518    
519           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
520           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
521    
522           tmpFac = 1. _d 0
523           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
524         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
525    
526           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
527         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
528    
529          ENDIF
530    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
531          
532    #ifdef ALLOW_DEBUG
533          If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
534           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
535           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
536           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
537           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
538           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
539           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
540           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
541           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
542           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gT,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
543           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gS,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
544    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
545           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
546           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
547           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
548           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
549    #endif
550          ENDIF
551    #endif
552    
553    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
554    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
555    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
556    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
557          IF ( debugLevel .GT. debLevB ) THEN
558           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
559          ENDIF
560    #endif
561    
562    #ifdef ALLOW_DEBUG
563          IF ( debugLevel .GE. debLevB )
564         &   CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
565    #endif
566    
567        RETURN        RETURN
568        END        END
Legend:
Removed from v.1.52  
changed lines
  Added in v.1.125
  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.22