/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.54 by heimbach, Mon Nov 13 16:32:57 2000 UTC revision 1.65 by jmc, Thu Mar 8 20:25:01 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 25  C     \================================= Line 26  C     \=================================
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"
# Line 39  C     == Global variables === Line 39  C     == Global variables ===
39  # include "KPP.h"  # include "KPP.h"
40  #endif  #endif
41    
42    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
43    #include "TIMEAVE_STATV.h"
44    #endif
45    
46  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
47  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
48  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
# Line 51  C     == Local variables Line 55  C     == Local variables
55  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
56  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
57  C                              transport  C                              transport
58  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              o uTrans: Zonal transport
59  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
60  C                              o rTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
 C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  
 C                                        lower cell faces.  
61  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
62  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
63  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
 C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  
 C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  
 C                              o xTerm: Mixing term  
 C                              o cTerm: Coriolis term  
 C                              o mTerm: Metric term  
 C                              o pTerm: Pressure term  
 C                              o fZon: Zonal flux term  
 C                              o fMer: Meridional flux term  
 C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  
64  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
65  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
66  C                                      variable.  C                                      variable.
67  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.  
68  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
69  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
70  C                      pressure anomaly  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
71  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
72  C                      surface height  C                      surface height anomaly.
73  C                      anomaly.  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
74  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
 C     etaSurfY  
75  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
76  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
77  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
# Line 96  C                      index into fVerTe Line 85  C                      index into fVerTe
85        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
86        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87        _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)  
88        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89        _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)  
90        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
91        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
92        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
93        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
94        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
95        _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)  
96        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
97        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
98        _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)  
99        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
100        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
101        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
# Line 127  C                      index into fVerTe Line 104  C                      index into fVerTe
104        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
105        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
106    
107  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  C This is currently used by IVDC and Diagnostics
 C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
108        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
 C #endif  
109    
110        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
111        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
112        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
113        INTEGER i, j        INTEGER i, j
114        INTEGER k, km1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
115    
116    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
117    c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
118    c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
119    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
120    Cjmc(end)
121    
122  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
123        INTEGER    isbyte        INTEGER    isbyte
124        PARAMETER( isbyte = 4 )        PARAMETER( isbyte = 4 )
# Line 163  C       "Calculation of Gs" Line 143  C       "Calculation of Gs"
143  C       ===================  C       ===================
144  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
145  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
146  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
147  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
148  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
149  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
150  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
151  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
152  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
153  C  C
154  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
155  C       ================================  C       ================================
# Line 199  C--   dummy statement to end declaration Line 178  C--   dummy statement to end declaration
178        ikey = 1        ikey = 1
179  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
180    
   
181  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
182  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
183  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
# Line 211  C     uninitialised but inert locations. Line 189  C     uninitialised but inert locations.
189          yA(i,j)      = 0. _d 0          yA(i,j)      = 0. _d 0
190          uTrans(i,j)  = 0. _d 0          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
191          vTrans(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  
192          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
193           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
194           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
195           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
196           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
# Line 228  C     uninitialised but inert locations. Line 199  C     uninitialised but inert locations.
199          ENDDO          ENDDO
200          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
201          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
         rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhoTMP (i,j) = 0. _d 0  
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
202          maskC  (i,j) = 0. _d 0          maskC  (i,j) = 0. _d 0
203            phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
204            phiSurfY(i,j) = 0. _d 0
205         ENDDO         ENDDO
206        ENDDO        ENDDO
207    
# Line 246  CHPF$ INDEPENDENT Line 215  CHPF$ INDEPENDENT
215    
216  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
217  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
218  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
219  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA
220  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
221  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
# Line 275  C--     Set up work arrays that need val Line 244  C--     Set up work arrays that need val
244          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
245           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
246            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  
247            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
248            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
249            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
# Line 285  C--     Set up work arrays that need val Line 252  C--     Set up work arrays that need val
252            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
253            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
254            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
255           ENDDO           ENDDO
256          ENDDO          ENDDO
257    
258          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
259           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
260            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
261  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
262             ConvectCount(i,j,k) = 0.             ConvectCount(i,j,k) = 0.
 #endif  
263             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
264             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
265            ENDDO            ENDDO
# Line 306  C--     Set up work arrays that need val Line 271  C--     Set up work arrays that need val
271          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
272          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
273    
         k = 1  
         BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  
274    
275  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  C--     Start of diagnostic loop
276  C--     Calculate gradient of surface pressure          DO k=Nr,1,-1
         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_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
            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_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             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_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
         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+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          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 rhoKm1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
   
          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_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #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)  
          ENDIF  
   
 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 )  
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
         IF ( useGMRedi ) THEN  
         CALL GRAD_SIGMA(  
      I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I            rhoKm1, rhoKm1, rhoKm1,  
      O            sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I            myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
   
 C--     Start of downward loop  
         DO k=2,Nr  
277    
278  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
279    C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?
280    C? Do we still need this?
281           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1
282  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
283    
284           BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity
285              CALL INTEGRATE_FOR_W(
286  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP       I                         bi, bj, k, uVel, vVel,
287           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN       O                         wVel,
288  C--       Update fields in layer below according to tendency terms       I                         myThid )
289            CALL CORRECTION_STEP(  
290       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,  #ifdef    ALLOW_OBCS
291       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC
292  #ifdef ALLOW_OBCS  C--       Apply OBC to W if in N-H mode
293            IF (openBoundaries) THEN            IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN
294  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC              CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )
295  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k            ENDIF
296  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */
297  CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  #endif    /* ALLOW_OBCS */
298  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
299  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral
300  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)
301  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
302  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
303  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */              CALL FIND_RHO(
304               CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
305            END IF       I        theta, salt,
306  #endif       O        rhoK,
          ENDIF  
 #endif /* DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP */  
   
 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_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k, k, eosType,  
      O      rhoK,  
      I      myThid )  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 cph(   storing not necessary  
 cphCADJ STORE rhoK(:,:)  = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 cph)  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
 #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+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k+1, k, eosType,  
      O       rhoKp1,  
      I       myThid )  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
 #endif  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
           CALL CONVECT(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoK,rhoKp1,  
      U        ConvectCount,  
      I        myTime,myIter,myThid)  
   
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
          END IF  
   
 C--       Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O       rhoK,  
      I       myThid )  
 #endif  
   
 C--            IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) ends here  
          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,  
307       I        myThid )       I        myThid )
308                IF (k.GT.1) CALL FIND_RHO(
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
          CALL FIND_RHO(  
309       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
310       O        rhoTmp,       I        theta, salt,
311         O        rhoKm1,
312       I        myThid )       I        myThid )
313  #endif              CALL GRAD_SIGMA(
   
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
          IF ( useGMRedi ) THEN  
          CALL GRAD_SIGMA(  
314       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
315       I             rhoK, rhotmp, rhoK,       I             rhoK, rhoKm1, rhoK,
316       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
317       I             myThid )       I             myThid )
318           ENDIF            ENDIF
 #endif  
319    
320           DO J=jMin,jMax  C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection
321            DO I=iMin,iMax  c ==> should use sigmaR !!!
322  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL            IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN
323             rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)              CALL CALC_IVDC(
324  #endif       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
325             buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)       I        rhoKm1, rhoK,
326            ENDDO       U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
327           ENDDO       I        myTime, myIter, myThid)
328              ENDIF
329    
330  C--     end of k loop  C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)
331          ENDDO          ENDDO
332    
333  C     Determines forcing terms based on external fields  #ifdef  ALLOW_OBCS
334  C     relaxation terms, etc.  C--     Calculate future values on open boundaries
335        CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(          IF (useOBCS) THEN
336              CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,
337         I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,
338         I            myThid )
339            ENDIF
340    #endif  /* ALLOW_OBCS */
341    
342    C--     Determines forcing terms based on external fields
343    C       relaxation terms, etc.
344            CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
345       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
346       I             myThid )       I             myThid )
347    
348  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef  ALLOW_GMREDI
349    C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
350          IF (useGMRedi) THEN          IF (useGMRedi) THEN
351            DO k=1, Nr            DO k=1,Nr
352              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
353       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
354       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
355       I             myThid )       I             myThid )
356            ENDDO            ENDDO
357    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
358            ELSE
359              DO k=1, Nr
360                CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
361         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
362         I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
363         I             myThid )
364              ENDDO
365    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
366          ENDIF          ENDIF
367  #endif  #endif  /* ALLOW_GMREDI */
368    
369    #ifdef  ALLOW_KPP
370    C--     Compute KPP mixing coefficients
371            IF (useKPP) THEN
372              CALL KPP_CALC(
373         I                  bi, bj, myTime, myThid )
374            ENDIF
375    #endif  /* ALLOW_KPP */
376    
377  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
378  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
379  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
   
380  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
381  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
382  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
383  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
   
 C--     dummy initialization to break data flow because  
 C--     calc_div_ghat has a condition for initialization  
         DO J=jMin,jMax  
            DO I=iMin,iMax  
               cg2d_b(i,j,bi,bj) = 0.0  
            ENDDO  
         ENDDO  
384  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
385    
386  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_AIM
387  C--   Compute KPP mixing coefficients  C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.
388          IF (useKPP) THEN  C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics
389            IF ( useAIM ) THEN
390             CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
391             CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, myTime, myThid )
392             CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
393            ENDIF
394    #endif /* ALLOW_AIM */
395    
           CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
           CALL KPP_CALC(  
      I                  bi, bj, myTime, myThid )  
           CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
396    
397  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--     Start of thermodynamics loop
398          ELSE          DO k=Nr,1,-1
           DO j=1-OLy,sNy+OLy  
             DO i=1-OLx,sNx+OLx  
               KPPhbl (i,j,bi,bj) = 1.0  
               KPPfrac(i,j,bi,bj) = 0.0  
               DO k = 1,Nr  
                  KPPghat   (i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                  KPPviscAz (i,j,k,bi,bj) = viscAz  
                  KPPdiffKzT(i,j,k,bi,bj) = diffKzT  
                  KPPdiffKzS(i,j,k,bi,bj) = diffKzS  
               ENDDO  
             ENDDO  
           ENDDO  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
         ENDIF  
399    
400  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
401  CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
402  CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
403  CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)  
404  CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)            km1  = MAX(1,k-1)
405  CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)            kup  = 1+MOD(k+1,2)
406  CADJ &                 = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte            kDown= 1+MOD(k,2)
407  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
408              iMin = 1-OLx+2
409  #endif /* ALLOW_KPP */            iMax = sNx+OLx-1
410              jMin = 1-OLy+2
411  C--     Start of upward loop            jMax = sNy+OLy-1
         DO k = Nr, 1, -1  
   
 C--      km1    Points to level above k (=k-1)  
 C--      kup    Cycles through 1,2 to point to layer above  
 C--      kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer  
   
          km1  =max(1,k-1)  
          kup  =1+MOD(k+1,2)  
          kDown=1+MOD(k,2)  
   
          iMin = 1-OLx+2  
          iMax = sNx+OLx-1  
          jMin = 1-OLy+2  
          jMax = sNy+OLy-1  
412    
413  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
414    CPatrick Is this formula correct?
415           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1
   
 CADJ STORE rvel  (:,:,kDown) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
416  CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
417  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
418  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
# Line 702  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_b Line 421  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_b
421  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
422           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
423       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,
424       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskC,maskUp,
425       I        myThid)       I        myThid)
426    
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
          CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, k, kup, rTrans, rVel, myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
   
427  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
428  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
429           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
430       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
431       I        maskC,maskUp,       I        maskC,maskup,
432       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
433       I        myThid)       I        myThid)
434  #endif  #endif
435  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
436           IF ( momStepping ) THEN  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)
437            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 /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
438           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
439            CALL CALC_GT(             CALL CALC_GT(
440       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
441       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
442       I         KappaRT,       I         KappaRT,
443       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         fVerT,
444       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
445               CALL TIMESTEP_TRACER(
446         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
447         I         theta, gT,
448         U         gTnm1,
449         I         myIter, myThid)
450           ENDIF           ENDIF
451           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
452            CALL CALC_GS(             CALL CALC_GS(
453       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
454       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
455       I         KappaRS,       I         KappaRS,
456       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         fVerS,
457       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
458               CALL TIMESTEP_TRACER(
459         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
460         I         salt, gS,
461         U         gSnm1,
462         I         myIter, myThid)
463           ENDIF           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_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE gwnm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
464    
465              CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, k, myThid )  #ifdef   ALLOW_OBCS
466    C--      Apply open boundary conditions
467             IF (useOBCS) THEN
468               CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
469           END IF           END IF
470  #endif  #endif   /* ALLOW_OBCS */
471    
472  C--      Freeze water  C--      Freeze water
473           IF (allowFreezing) THEN           IF (allowFreezing) THEN
474  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 792  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte Line 478  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
478              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
479           END IF           END IF
480    
481  #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS  C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)
 C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  
          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  
   
   
 C--     k loop  
482          ENDDO          ENDDO
483    
484    
485  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
486    CPatrick? What about this one?
487             maximpl = 6             maximpl = 6
488             iikey = (ikey-1)*maximpl             iikey = (ikey-1)*maximpl
489  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 828  C--     Implicit diffusion Line 497  C--     Implicit diffusion
497  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
498              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
499       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
500       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
501       U         gTNm1,       U         gTNm1,
502       I         myThid )       I         myThid )
503           END IF           ENDIF
504    
505           IF (saltStepping) THEN           IF (saltStepping) THEN
506  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 839  C--     Implicit diffusion Line 508  C--     Implicit diffusion
508  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
509              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
510       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
511       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,
512       U         gSNm1,       U         gSNm1,
513       I         myThid )       I         myThid )
514             ENDIF
515    
516    #ifdef   ALLOW_OBCS
517    C--      Apply open boundary conditions
518             IF (useOBCS) THEN
519               DO K=1,Nr
520                 CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
521               ENDDO
522           END IF           END IF
523    #endif   /* ALLOW_OBCS */
524    
525  C--     implicitDiffusion  C--     End If implicitDiffusion
526          ENDIF          ENDIF
527    
528  C--     Implicit viscosity  C--     Start computation of dynamics
529          IF (implicitViscosity) THEN          iMin = 1-OLx+2
530            iMax = sNx+OLx-1
531            jMin = 1-OLy+2
532            jMax = sNy+OLy-1
533    
534    C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
535    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
536            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
537              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
538         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
539         I         etaN,
540         O         phiSurfX,phiSurfY,
541         I         myThid )                        
542            ENDIF
543    
544           IF (momStepping) THEN  C--     Start of dynamics loop
545  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC          DO k=1,Nr
546           idkey = iikey + 3  
547  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
548    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
549    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
550    
551              km1  = MAX(1,k-1)
552              kup  = 1+MOD(k+1,2)
553              kDown= 1+MOD(k,2)
554    
555    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
556    C        phiHyd(z=0)=0
557    C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
558             IF (staggerTimeStep) THEN
559               CALL CALC_PHI_HYD(
560         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
561         I        gTnm1, gSnm1,
562         U        phiHyd,
563         I        myThid )
564             ELSE
565               CALL CALC_PHI_HYD(
566         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
567         I        theta, salt,
568         U        phiHyd,
569         I        myThid )
570             ENDIF
571    
572    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
573    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
574             IF ( momStepping ) THEN
575               CALL CALC_MOM_RHS(
576         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
577         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
578         U         fVerU, fVerV,
579         I         myTime, myThid)
580               CALL TIMESTEP(
581         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
582         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
583         I         myIter, myThid)
584    
585    #ifdef   ALLOW_OBCS
586    C--      Apply open boundary conditions
587             IF (useOBCS) THEN
588               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
589             END IF
590    #endif   /* ALLOW_OBCS */
591    
592    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
593    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
594             ELSE
595               DO j=1-OLy,sNy+OLy
596                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
597                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
598                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
599                 END DO
600               END DO
601    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
602    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
603             ENDIF
604    
605    
606    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
607            ENDDO
608    
609    
610    
611    C--     Implicit viscosity
612            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
613    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
614              idkey = iikey + 3
615    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
616            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
617       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
618       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
619       U         gUNm1,       U         gUNm1,
620       I         myThid )       I         myThid )
621  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
622           idkey = iikey + 4            idkey = iikey + 4
623  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
624            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
625       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
626       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
627       U         gVNm1,       U         gVNm1,
628       I         myThid )       I         myThid )
629    
630  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef   ALLOW_OBCS
631    C--      Apply open boundary conditions
632             IF (useOBCS) THEN
633               DO K=1,Nr
634                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
635               ENDDO
636             END IF
637    #endif   /* ALLOW_OBCS */
638    
639  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
640           idkey = iikey + 5  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
641  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */            idkey = iikey + 5
642    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
643            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
644       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
645       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
646       U         vVelD,       U         vVelD,
647       I         myThid )       I         myThid )
648  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
649          idkey = iikey + 6            idkey = iikey + 6
650  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
651            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
652       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
653       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
654       U         uVelD,       U         uVelD,
655       I         myThid )       I         myThid )
656    #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
657  #endif  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
   
 C--      momStepping  
          ENDIF  
   
 C--     implicitViscosity  
658          ENDIF          ENDIF
659    
660    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
661    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
662    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
663    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
664    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
665    c       ENDIF
666    Cjmc(end)
667    
668    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
669            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
670              CALL TIMEAVE_CUMULATE(phiHydtave, phiHyd, Nr,
671         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
672              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
673                CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,
674         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
675              ENDIF
676            ENDIF
677    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
678    
679         ENDDO         ENDDO
680        ENDDO        ENDDO
681    
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