/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.52 by adcroft, Thu Jun 29 18:49:50 2000 UTC revision 1.71 by cnh, Mon Jun 18 17:39:58 2001 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
5    
# Line 20  C     | ===== Line 21  C     | =====
21  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |
22  C     |      presently being developed.                          |  C     |      presently being developed.                          |
23  C     \==========================================================/  C     \==========================================================/
 c  
 c     changed: Patrick Heimbach heimbach@mit.edu 6-Jun-2000  
 c              - computation of ikey wrong for nTx,nTy > 1  
 c                and/or nsx,nsy > 1: act1 and act2 were  
 c                mixed up.  
   
24        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
25    
26  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
27  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
28  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
32    
33  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
34  #include "tamc.h"  # include "tamc.h"
35  #include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
36    # include "FFIELDS.h"
37    # ifdef ALLOW_KPP
38    #  include "KPP.h"
39    # endif
40    # ifdef ALLOW_GMREDI
41    #  include "GMREDI.h"
42    # endif
43    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
44    
45    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
46    #include "TIMEAVE_STATV.h"
47  #endif  #endif
48    
49  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
# Line 53  C     == Local variables Line 58  C     == Local variables
58  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
59  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
60  C                              transport  C                              transport
61  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              o uTrans: Zonal transport
62  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
63  C                              o rTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
64  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C     maskUp                   o maskUp: land/water mask for W points
65  C                                        lower cell faces.  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
 C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  
 C                              o maskUp: land/water mask for W points  
 C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  
 C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  
 C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  
 C                              o xTerm: Mixing term  
 C                              o cTerm: Coriolis term  
 C                              o mTerm: Metric term  
 C                              o pTerm: Pressure term  
 C                              o fZon: Zonal flux term  
 C                              o fMer: Meridional flux term  
 C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  
66  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
67  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
68  C                                      variable.  C                                      variable.
69  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above
 C                      below.  
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
70  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
71  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
72  C                      pressure anomaly  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
73  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
74  C                      surface height  C                      surface height anomaly.
75  C                      anomaly.  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
76  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
 C     etaSurfY  
77  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
78  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
79  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
80  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
81  C     bi, bj  C     bi, bj
82  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
83  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
84  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
85    C     tauAB - Adams-Bashforth timestepping weight: 0=forward ; 1/2=Adams-Bashf.
86        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
88        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
90        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
91        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
92        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
93        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
94        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
95        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
96        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
97        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
98        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
101        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
102        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
103        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
# Line 128  C                      index into fVerTe Line 105  C                      index into fVerTe
105        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
106        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
107        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
108          _RL tauAB
109    
110  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  C This is currently used by IVDC and Diagnostics
 C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
111        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
 C #endif  
112    
113        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
114        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
115        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
116        INTEGER i, j        INTEGER i, j
117        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
       INTEGER    isbyte  
       PARAMETER( isbyte = 4 )  
   
       INTEGER act1, act2, act3, act4  
       INTEGER max1, max2, max3  
       INTEGER iikey, kkey  
       INTEGER maximpl  
 #endif  
118    
119    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
120    c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
121    c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
122    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
123    Cjmc(end)
124    
125  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
126  C  C
127  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 164  C Line 135  C
135  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
136  C       ===================  C       ===================
137  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
138  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
139  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
140  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
141  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
142  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
143  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
144  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
145  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
146  C  C
147  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
148  C       ================================  C       ================================
# Line 199  C--- Line 169  C---
169  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
170  C--   dummy statement to end declaration part  C--   dummy statement to end declaration part
171        ikey = 1        ikey = 1
172  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
173    
174  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
175  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
# Line 212  C     uninitialised but inert locations. Line 182  C     uninitialised but inert locations.
182          yA(i,j)      = 0. _d 0          yA(i,j)      = 0. _d 0
183          uTrans(i,j)  = 0. _d 0          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
184          vTrans(i,j)  = 0. _d 0          vTrans(i,j)  = 0. _d 0
185          aTerm(i,j)   = 0. _d 0          DO k=1,Nr
186          xTerm(i,j)   = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
         cTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         mTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         pTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         fZon(i,j)    = 0. _d 0  
         fMer(i,j)    = 0. _d 0  
         DO K=1,Nr  
          phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0  
187           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
188           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
189           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
# Line 229  C     uninitialised but inert locations. Line 192  C     uninitialised but inert locations.
192          ENDDO          ENDDO
193          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
194          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
195          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0          phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
196          rhoTMP (i,j) = 0. _d 0          phiSurfY(i,j) = 0. _d 0
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
197         ENDDO         ENDDO
198        ENDDO        ENDDO
199    
200    
201  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
202  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
203  !HPF$ INDEPENDENT  CHPF$ INDEPENDENT
204  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
205    
206        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
207    
208  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
209  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
210  !HPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
211  !HPF$&                  ,phiHyd,  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,xA,yA
212  !HPF$&                  ,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
213  !HPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  )
214  !HPF$&                  )  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif  
215    
216         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
217    
# Line 271  C--    HPF directive to help TAMC Line 230  C--    HPF directive to help TAMC
230            ikey = (act1 + 1) + act2*max1            ikey = (act1 + 1) + act2*max1
231       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
232       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
233  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
234    
235  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
236          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
237           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
238            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
           rVel  (i,j,1) = 0. _d 0  
           rVel  (i,j,2) = 0. _d 0  
239            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
240            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
241            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
# Line 287  C--     Set up work arrays that need val Line 244  C--     Set up work arrays that need val
244            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
245            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
246            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
247           ENDDO           ENDDO
248          ENDDO          ENDDO
249    
250          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
251           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
252            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
253  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
254             ConvectCount(i,j,k) = 0.             ConvectCount(i,j,k) = 0.
 #endif  
255             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
256             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
257            ENDDO            ENDDO
# Line 309  C--     Set up work arrays that need val Line 264  C--     Set up work arrays that need val
264          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
265    
266    
         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) 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  
267  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
268  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
269  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
270  #endif  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
271           CALL FIND_RHO(  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
272       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
273       O      rhoKp1,  
274       I      myThid )  C--     Start of diagnostic loop
275  #endif          DO k=Nr,1,-1
276    
277  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
278    C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?
279  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C? Do we still need this?
280  CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  cph kkey formula corrected.
281  CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  cph Needed for rhok, rhokm1, in the case useGMREDI.
282  #endif           kkey = (ikey-1)*Nr + k
283           CALL CONVECT(  CADJ STORE rhokm1(:,:) = comlev1_bibj_k ,       key=kkey, byte=isbyte
284       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  CADJ STORE rhok  (:,:) = comlev1_bibj_k ,       key=kkey, byte=isbyte
285       U       ConvectCount,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
286       I       myTime,myIter,myThid)  
287  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity
288  CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)            CALL INTEGRATE_FOR_W(
289  CADJ &     = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte       I                         bi, bj, k, uVel, vVel,
290  CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)       O                         wVel,
291  CADJ &     = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte       I                         myThid )
292  #endif  
293    #ifdef    ALLOW_OBCS
294  #endif  #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC
295    C--       Apply OBC to W if in N-H mode
296  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection            IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN
297           IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(              CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )
298       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,            ENDIF
299       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */
300       I       myTime,myIter,myThid)  #endif    /* ALLOW_OBCS */
301  CRG: do we need do store STORE KappaRT, KappaRS ?  
302    C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral
303  C--      Recompute density after mixing  C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)
304  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
305           CALL FIND_RHO(            IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
306       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
307       O      rhoKm1,  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
308       I      myThid )  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
309  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
310          ENDIF              CALL FIND_RHO(
311  C--     Calculate buoyancy       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
312          CALL CALC_BUOYANCY(       I        theta, salt,
313       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,       O        rhoK,
314       O      buoyKm1,       I        myThid )
315       I      myThid )              IF (k.GT.1) THEN
 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  
   
316  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
317           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1  CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
318  #endif  CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
319    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
320                 CALL FIND_RHO(
321         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
322         I        theta, salt,
323         O        rhoKm1,
324         I        myThid )
325                ENDIF
326                CALL GRAD_SIGMA(
327         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
328         I             rhoK, rhoKm1, rhoK,
329         O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
330         I             myThid )
331              ENDIF
332    
333           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection
334    c ==> should use sigmaR !!!
335              IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN
336                CALL CALC_IVDC(
337         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
338         I        rhoKm1, rhoK,
339         U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
340         I        myTime, myIter, myThid)
341              ENDIF
342    
343  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)
344           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN          ENDDO
 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  
345    
 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  
346  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
347  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  cph avoids recomputation of integrate_for_w
348  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
349  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
350            CALL FIND_RHO(  
351       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,  #ifdef  ALLOW_OBCS
352       O       rhoKp1,  C--     Calculate future values on open boundaries
353       I       myThid )          IF (useOBCS) THEN
354  #endif            CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,
355         I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,
356         I            myThid )
357            ENDIF
358    #endif  /* ALLOW_OBCS */
359    
360    C--     Determines forcing terms based on external fields
361    C       relaxation terms, etc.
362            CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
363         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
364         I             myThid )
365  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
366  CADJ STORE rhok  (:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  cph needed for KPP
367  CADJ STORE rhoKm1(:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE surfacetendencyU(:,:,bi,bj)
368  CADJ STORE rhoKp1(:,:)   = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
369  #endif  CADJ STORE surfacetendencyV(:,:,bi,bj)
370    CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
371  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  CADJ STORE surfacetendencyS(:,:,bi,bj)
372            CALL CONVECT(  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
373       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,  CADJ STORE surfacetendencyT(:,:,bi,bj)
374       U        ConvectCount,  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
375       I        myTime,myIter,myThid)  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
376  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
377  CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)  #ifdef  ALLOW_GMREDI
378  CADJ &     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
379  CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
380  CADJ &     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE sigmaX(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
381  #endif  CADJ STORE sigmaY(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
382  #endif  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
383    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
384  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
385           IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN          IF (useGMRedi) THEN
386              CALL CALC_IVDC(            DO k=1,Nr
387       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
388       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
389       I       myTime,myIter,myThid)       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
 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,  
390       I             myThid )       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)  
391            ENDDO            ENDDO
          ENDDO  
         ENDDO  
 C--     end of k loop  
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
392  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
393  CADJ STORE rhoTmp(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte          ELSE
394  CADJ STORE rhok  (:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte            DO k=1, Nr
395  CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte              CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
396  #endif       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
         DO K=1, Nr  
          IF (use_GMRedi) CALL GMREDI_CALC_TENSOR(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
397       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
398       I             myThid )       I             myThid )
399          ENDDO            ENDDO
400  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
401            ENDIF
402    
403  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
404  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE Kwx(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
405  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE Kwy(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
406  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE Kwz(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
407  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj)  = comlev1_2d, key = ikey, byte = isbyte  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
408  #endif  
409    #endif  /* ALLOW_GMREDI */
410    
411  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef  ALLOW_KPP
412  C--     Compute KPP mixing coefficients  C--     Compute KPP mixing coefficients
413          CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)          IF (useKPP) THEN
414          CALL KPP_CALC(            CALL KPP_CALC(
415       I               bi, bj, myTime, myThid )       I                  bi, bj, myTime, myThid )
416          CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
417  #endif          ELSE
418              CALL KPP_CALC_DUMMY(
419         I                  bi, bj, myTime, myThid )
420    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
421            ENDIF
422    
423  C--     Start of upward loop  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
424          DO K = Nr, 1, -1  CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)
425    CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
426    CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)
427    CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)
428    CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)
429    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
430    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
431    
432    #endif  /* ALLOW_KPP */
433    
434    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
435    CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
436    CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
437    CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
438    CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
439    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
440    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
441    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
442    
443    #ifdef ALLOW_AIM
444    C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.
445    C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics
446            IF ( useAIM ) THEN
447             CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
448             CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, bi, bj, myTime, myThid )
449             CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
450            ENDIF
451    #endif /* ALLOW_AIM */
452    
          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  
453    
454    C--     Start of thermodynamics loop
455            DO k=Nr,1,-1
456  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
457           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1  C? Patrick Is this formula correct?
458  #endif  cph Yes, but I rewrote it.
459    cph Also, the KappaR? need the index and subscript k!
460  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC           kkey = (ikey-1)*Nr + k
461  CADJ STORE rvel  (:,:,kDown)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
462  CADJ STORE rTrans(:,:)        = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
463  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
464  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
465  #endif  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
466    
467              km1  = MAX(1,k-1)
468              kup  = 1+MOD(k+1,2)
469              kDown= 1+MOD(k,2)
470    
471              iMin = 1-OLx+2
472              iMax = sNx+OLx-1
473              jMin = 1-OLy+2
474              jMax = sNy+OLy-1
475    
476  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
477           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
478       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
479       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
480       I        myThid)       I        myThid)
481    
482  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
483          IF (openBoundaries) THEN  CADJ STORE KappaRT(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
484           CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, K, Kup, rTrans, rVel, myThid )  CADJ STORE KappaRS(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
485          ENDIF  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif  
486    
487  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
488  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
489           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
490       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
491       I        maskC,maskUp,       I        maskUp,
492       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
493       I        myThid)       I        myThid)
494  #endif  #endif
495  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
496           IF ( momStepping ) THEN  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)
497            CALL CALC_MOM_RHS(  C        and step forward storing result in gTnm1, gSnm1, etc.
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,  
      I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,  
      U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,  
      U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,  
      I         myTime, myThid)  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 #ifdef INCLUDE_CD_CODE  
          ELSE  
             DO j=1-OLy,sNy+OLy  
                DO i=1-OLx,sNx+OLx  
                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                END DO  
             END DO  
 #endif  
 #endif  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
498           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
499            CALL CALC_GT(             CALL CALC_GT(
500       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
501       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
502       I         KappaRT,       I         KappaRT,
503       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         fVerT,
504       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
505               tauAB = 0.5d0 + abEps
506               CALL TIMESTEP_TRACER(
507         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
508         I         theta, gT,
509         U         gTnm1,
510         I         myIter, myThid)
511           ENDIF           ENDIF
512           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
513            CALL CALC_GS(             CALL CALC_GS(
514       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
515       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
516       I         KappaRS,       I         KappaRS,
517       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         fVerS,
518       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
519               tauAB = 0.5d0 + abEps
520               CALL TIMESTEP_TRACER(
521         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
522         I         salt, gS,
523         U         gSnm1,
524         I         myIter, myThid)
525           ENDIF           ENDIF
526  #ifdef ALLOW_OBCS  
527  C--      Calculate future values on open boundaries  #ifdef   ALLOW_OBCS
          IF (openBoundaries) THEN  
 Caja      CALL CYCLE_OBCS( K, bi, bj, myThid )  
           CALL SET_OBCS( K, bi, bj, myTime+deltaTclock, myThid )  
          ENDIF  
 #endif  
 C--      Prediction step (step forward all model variables)  
          CALL TIMESTEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       myIter, myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
528  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
529           IF (openBoundaries) THEN           IF (useOBCS) THEN
530  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC             CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
 CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE gwnm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif  
             CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )  
531           END IF           END IF
532  #endif  #endif   /* ALLOW_OBCS */
533    
534  C--      Freeze water  C--      Freeze water
535           IF (allowFreezing) THEN           IF (allowFreezing) THEN
536  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
537  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_3d, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
538  #endif  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
539              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
540                CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
541           END IF           END IF
542    
543  #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS  C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)
544  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields          ENDDO
          CALL CALC_DIV_GHAT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       xA,yA,  
      I       myThid)  
 #endif /* DIVG_IN_DYNAMICS */  
   
 C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  
 #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE  
          IF (taveFreq.GT.0.) THEN  
           CALL DO_TIME_AVERAGES(  
      I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,  
      I                           rVel, ConvectCount,  
      I                           myThid )  
          ENDIF  
 #endif  
   
545    
         ENDDO ! K  
546    
547  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
548             maximpl = 6  C? Patrick? What about this one?
549             iikey = (ikey-1)*maximpl  cph Keys iikey and idkey don't seem to be needed
550  #endif  cph since storing occurs on different tape for each
551    cph impldiff call anyways.
552    cph Thus, common block comlev1_impl isn't needed either.
553    cph Storing below needed in the case useGMREDI.
554            iikey = (ikey-1)*maximpl
555    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
556    
557  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
558          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
# Line 730  C--     Implicit diffusion Line 560  C--     Implicit diffusion
560           IF (tempStepping) THEN           IF (tempStepping) THEN
561  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
562              idkey = iikey + 1              idkey = iikey + 1
563  #endif  CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
564    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
565              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
566       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
567       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
568       U         gTNm1,       U         gTNm1,
569       I         myThid )       I         myThid )
570           END IF           ENDIF
571    
572           IF (saltStepping) THEN           IF (saltStepping) THEN
573  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
574           idkey = iikey + 2           idkey = iikey + 2
575  #endif  CADJ STORE gSNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
576    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
577              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
578       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
579       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,
580       U         gSNm1,       U         gSNm1,
581       I         myThid )       I         myThid )
582             ENDIF
583    
584    #ifdef   ALLOW_OBCS
585    C--      Apply open boundary conditions
586             IF (useOBCS) THEN
587               DO K=1,Nr
588                 CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
589               ENDDO
590           END IF           END IF
591    #endif   /* ALLOW_OBCS */
592    
593          ENDIF ! implicitDiffusion  C--     End If implicitDiffusion
594            ENDIF
595    
596  C--     Implicit viscosity  C--     Start computation of dynamics
597          IF (implicitViscosity) THEN          iMin = 1-OLx+2
598            iMax = sNx+OLx-1
599            jMin = 1-OLy+2
600            jMax = sNy+OLy-1
601    
602    C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
603    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
604            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
605              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
606         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
607         I         etaN,
608         O         phiSurfX,phiSurfY,
609         I         myThid )                        
610            ENDIF
611    
612           IF (momStepping) THEN  C--     Start of dynamics loop
613  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC          DO k=1,Nr
614           idkey = iikey + 3  
615  #endif  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
616    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
617    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
618    
619              km1  = MAX(1,k-1)
620              kup  = 1+MOD(k+1,2)
621              kDown= 1+MOD(k,2)
622    
623    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
624    C        phiHyd(z=0)=0
625    C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
626             IF (staggerTimeStep) THEN
627               CALL CALC_PHI_HYD(
628         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
629         I        gTnm1, gSnm1,
630         U        phiHyd,
631         I        myThid )
632             ELSE
633               CALL CALC_PHI_HYD(
634         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
635         I        theta, salt,
636         U        phiHyd,
637         I        myThid )
638             ENDIF
639    
640    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
641    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
642             IF ( momStepping ) THEN
643               CALL CALC_MOM_RHS(
644         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
645         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
646         U         fVerU, fVerV,
647         I         myTime, myThid)
648               CALL TIMESTEP(
649         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
650         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
651         I         myIter, myThid)
652    
653    #ifdef   ALLOW_OBCS
654    C--      Apply open boundary conditions
655             IF (useOBCS) THEN
656               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
657             END IF
658    #endif   /* ALLOW_OBCS */
659    
660    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
661    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
662             ELSE
663               DO j=1-OLy,sNy+OLy
664                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
665                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
666                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
667                 END DO
668               END DO
669    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
670    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
671             ENDIF
672    
673    
674    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
675            ENDDO
676    
677    
678    
679    C--     Implicit viscosity
680            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
681    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
682              idkey = iikey + 3
683    CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
684    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
685            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
686       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
687       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
688       U         gUNm1,       U         gUNm1,
689       I         myThid )       I         myThid )
690  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
691           idkey = iikey + 4            idkey = iikey + 4
692  #endif  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
693    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
694            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
695       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
696       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
697       U         gVNm1,       U         gVNm1,
698       I         myThid )       I         myThid )
699    
700  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef   ALLOW_OBCS
701    C--      Apply open boundary conditions
702             IF (useOBCS) THEN
703               DO K=1,Nr
704                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
705               ENDDO
706             END IF
707    #endif   /* ALLOW_OBCS */
708    
709  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
710           idkey = iikey + 5  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
711  #endif            idkey = iikey + 5
712    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
713    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
714            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
715       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
716       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
717       U         vVelD,       U         vVelD,
718       I         myThid )       I         myThid )
719  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
720          idkey = iikey + 6            idkey = iikey + 6
721  #endif  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
722    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
723            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
724       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
725       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
726       U         uVelD,       U         uVelD,
727       I         myThid )       I         myThid )
728    #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
729  #endif  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
730            ENDIF
          ENDIF ! momStepping  
         ENDIF ! implicitViscosity  
731    
732    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
733    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
734    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
735    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
736    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
737    c       ENDIF
738    Cjmc(end)
739    
740    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
741            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
742              CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,
743         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
744              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
745                CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,
746         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
747              ENDIF
748            ENDIF
749    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
750    
751         ENDDO         ENDDO
752        ENDDO        ENDDO
753    
754  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  #ifndef EXCLUDE_DEBUGMODE
755  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))        If (debugMode) THEN
756  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
757  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
758  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
759  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
760  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
761  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gu,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
762  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gv,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
763  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gt,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
764  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gs,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
765  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GuNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
766  C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
767  C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
768  C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
769  C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))        ENDIF
770  C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  #endif
 C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),  
 C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
   
771    
772        RETURN        RETURN
773        END        END
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