/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.14 by cnh, Mon Jun 8 21:43:01 1998 UTC revision 1.42 by adcroft, Tue May 18 18:01:12 1999 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    
3  #include "CPP_EEOPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
4    
5        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
6  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
# Line 20  C     | ===== Line 20  C     | =====
20  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |
21  C     |      presently being developed.                          |  C     |      presently being developed.                          |
22  C     \==========================================================/  C     \==========================================================/
23          IMPLICIT NONE
24    
25  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
26  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
# Line 27  C     == Global variables === Line 28  C     == Global variables ===
28  #include "CG2D.h"  #include "CG2D.h"
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31    #include "GRID.h"
32    #ifdef ALLOW_KPP
33    #include "KPPMIX.h"
34    #endif
35    
36  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
37  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
# Line 38  C     myThid - Thread number for this in Line 43  C     myThid - Thread number for this in
43    
44  C     == Local variables  C     == Local variables
45  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
46  C     uTrans, vTrans, wTrans - Per block temporaries holding flow transport  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
47  C     wVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              transport
48    C     rVel                     o uTrans: Zonal transport
49  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
50  C                              o wTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
51  C                              o wVel:   Vertical velocity at upper and lower  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and
52  C                                        cell faces.  C                                        lower cell faces.
53  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
54  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
55  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in
# Line 59  C                              o fVer: V Line 65  C                              o fVer: V
65  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
66  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
67  C                                      variable.  C                                      variable.
68  C     iMin, iMax - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level
69  C     jMin, jMax   are applied.  C                      below.
70    C     rhoKP1                                                                  
71    C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.
72    C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
73    C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
74    C                      pressure anomaly
75    C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
76    C                      surface height
77    C                      anomaly.
78    C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.
79    C     etaSurfY
80    C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation
81    C                      diffusion tensor.
82    C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.
83    C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
84    C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
85    C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
86    C     jMin, jMax       are applied.
87  C     bi, bj  C     bi, bj
88  C     k, kUp, kDown, kM1 - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown
89  C                          are switched with layer to be the appropriate index  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate
90  C                          into fVerTerm  C                      index into fVerTerm.
91        _RS xA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
92        _RS yA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
93        _RL uTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
94        _RL vTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
95        _RL wTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
96        _RL wVel  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
97        _RS maskC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
98        _RS maskUp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL aTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _RL xTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL cTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102        _RL mTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
103        _RL pTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
104        _RL fZon  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
105        _RL fMer  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
106        _RL fVerT (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
107        _RL fVerS (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
108        _RL fVerU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
109        _RL fVerV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
110        _RL pH    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
111        _RL rhokm1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
112        _RL rhokp1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
113        _RL rhotmp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
114        _RL pSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
115        _RL pSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
116        _RL K13   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
117        _RL K23   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
118        _RL K33   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
119        _RL KapGM (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
120        _RL KappaZT(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nz)        _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
121          _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
122          _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
123          _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
124          _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
125          _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
126          _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
127    
128        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
129        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
130        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
131        INTEGER i, j        INTEGER i, j
132        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, kM1, kUp, kDown
133          LOGICAL BOTTOM_LAYER
134    
135  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
136  C  C
# Line 115  C Line 145  C
145  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
146  C       ===================  C       ===================
147  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
148  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated
149  C         w = sum_z ( div. u[n] )  C         rVel = sum_r ( div. u[n] )
150  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
151    C         b   = b(rho, theta)
152  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
153  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], w, rho, Ph, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )
154  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], w, rho, Ph, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )
155  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], w, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
156  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], w, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
157  C  C
158  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
159  C       ================================  C       ================================
# Line 164  C     uninitialised but inert locations. Line 195  C     uninitialised but inert locations.
195          pTerm(i,j)   = 0. _d 0          pTerm(i,j)   = 0. _d 0
196          fZon(i,j)    = 0. _d 0          fZon(i,j)    = 0. _d 0
197          fMer(i,j)    = 0. _d 0          fMer(i,j)    = 0. _d 0
198          DO K=1,nZ          DO K=1,Nr
199           pH (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0
200           K13(i,j,k) = 0. _d 0           K13(i,j,k)  = 0. _d 0
201           K23(i,j,k) = 0. _d 0           K23(i,j,k)  = 0. _d 0
202           K33(i,j,k) = 0. _d 0           K33(i,j,k)  = 0. _d 0
203           KappaZT(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
204             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
205          ENDDO          ENDDO
206          rhokm1(i,j)  = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
207          rhokp1(i,j)  = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
208          rhotmp(i,j)  = 0. _d 0          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0
209            rhoTMP (i,j) = 0. _d 0
210            buoyKM1(i,j) = 0. _d 0
211            buoyK  (i,j) = 0. _d 0
212            maskC  (i,j) = 0. _d 0
213         ENDDO         ENDDO
214        ENDDO        ENDDO
215    
216    
217        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
218         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
219    
220  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
221          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
222           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
223            wTrans(i,j)  = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
224            wVel  (i,j,1) = 0. _d 0            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0
225            wVel  (i,j,2) = 0. _d 0            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0
226            fVerT(i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
227            fVerT(i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
228            fVerS(i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
229            fVerS(i,j,2) = 0. _d 0            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0
230            fVerU(i,j,1) = 0. _d 0            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0
231            fVerU(i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
232            fVerV(i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
233            fVerV(i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
234            pH(i,j,1) = 0. _d 0            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0
235            K13(i,j,1) = 0. _d 0            K13   (i,j,1) = 0. _d 0
236            K23(i,j,1) = 0. _d 0            K23   (i,j,1) = 0. _d 0
237            K33(i,j,1) = 0. _d 0            K33   (i,j,1) = 0. _d 0
238            KapGM(i,j) = 0. _d 0            KapGM (i,j)   = GMkbackground
239           ENDDO           ENDDO
240          ENDDO          ENDDO
241    
# Line 207  C--     Set up work arrays that need val Line 244  C--     Set up work arrays that need val
244          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
245          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
246    
247    
248            K = 1
249            BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
250    
251    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
252  C--     Calculate gradient of surface pressure  C--     Calculate gradient of surface pressure
253          CALL GRAD_PSURF(          CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(
254       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
255       O       pSurfX,pSurfY,       O       etaSurfX,etaSurfY,
256       I       myThid)       I       myThid)
   
257  C--     Update fields in top level according to tendency terms  C--     Update fields in top level according to tendency terms
258          CALL CORRECTION_STEP(          CALL CORRECTION_STEP(
259       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,pSurfX,pSurfY,myThid)       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
260         I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
261            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )
262            IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
263    C--      Update fields in layer below according to tendency terms
264             CALL CORRECTION_STEP(
265         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
266         I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
267             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
268            ENDIF
269    #endif
270  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1
271    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
272          CALL FIND_RHO(          CALL FIND_RHO(
273       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 1, 1, eosType,       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
274       O     rhoKm1,       O     rhoKm1,
275       I     myThid )       I     myThid )
276  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  #endif
         CALL CALC_PH(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,rhoKm1,rhoKm1,  
      U      pH,  
      I      myThid )  
         DO J=1-Oly,sNy+Oly  
          DO I=1-Olx,sNx+Olx  
           rhoKp1(I,J)=rhoKm1(I,J)  
          ENDDO  
         ENDDO  
277    
278          DO K=2,Nz          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
279  C--     Update fields in Kth level according to tendency terms  #ifdef ALLOW_KPP
280          CALL CORRECTION_STEP(       &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing
281       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,pSurfX,pSurfY,myThid)  #endif
282  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K-1 level       &     ) THEN
283  copt    CALL FIND_RHO(  C--      Check static stability with layer below
284  copt I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K-1, eosType,  C--      and mix as needed.
285  copt O     rhoKm1,  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
286  copt I     myThid )           CALL FIND_RHO(
287  C       rhoKm1=rhoKp1       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,
288          DO J=1-Oly,sNy+Oly       O      rhoKp1,
289           DO I=1-Olx,sNx+Olx       I      myThid )
290            rhoKm1(I,J)=rhoKp1(I,J)  #endif
291           ENDDO  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
292          ENDDO           CALL CONVECT(
293  C--     Density of K level (below W(K)) reference to K level       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
294          CALL FIND_RHO(       I       myTime,myIter,myThid)
295       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,  #endif
296       O     rhoKp1,  C--      Recompute density after mixing
297       I     myThid )  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
298  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K level           CALL FIND_RHO(
299          CALL FIND_RHO(       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
300       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K, eosType,       O      rhoKm1,
301       O     rhotmp,       I      myThid )
302       I     myThid )  #endif
303  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation          ENDIF
304          CALL CALC_ISOSLOPES(  C--     Calculate buoyancy
305       I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,          CALL CALC_BUOYANCY(
306       I            rhoKm1, rhoKp1, rhotmp,       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,
307       O            K13, K23, K33, KapGM,       O      buoyKm1,
308       I            myThid )       I      myThid )
309  C--     Calculate static stability and mix where convectively unstable  C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
310          CALL CONVECT(  C--     phiHyd(z=0)=0
311       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhotmp,rhoKp1,          CALL CALC_PHI_HYD(
312       I      myTime,myIter,myThid)       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,
313  C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K-1 level       U      phiHyd,
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K-1, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 C--     Density of K level (below W(K)) referenced to K level  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,  
      O     rhoKp1,  
      I     myThid )  
 C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  
         CALL CALC_PH(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,  
      U      pH,  
314       I      myThid )       I      myThid )
315    
316            DO K=2,Nr
317             BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
318    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
319             IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
320    C--       Update fields in layer below according to tendency terms
321              CALL CORRECTION_STEP(
322         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
323         I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
324              IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
325             ENDIF
326    #endif
327    C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level
328    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
329             CALL FIND_RHO(
330         I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,
331         O      rhoK,
332         I      myThid )
333    #endif
334             IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
335    #ifdef ALLOW_KPP
336         &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing
337    #endif
338         &      ) THEN
339    C--       Check static stability with layer below and mix as needed.
340    C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.
341    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
342              CALL FIND_RHO(
343         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,
344         O       rhoKp1,
345         I       myThid )
346    #endif
347    #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
348              CALL CONVECT(
349         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,
350         I        myTime,myIter,myThid)
351    #endif
352    C--       Recompute density after mixing
353    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
354              CALL FIND_RHO(
355         I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
356         O       rhoK,
357         I       myThid )
358    #endif
359             ENDIF
360    C--      Calculate buoyancy
361             CALL CALC_BUOYANCY(
362         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoK,
363         O       buoyK,
364         I       myThid )
365    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
366    C--      phiHyd(z=0)=0
367             CALL CALC_PHI_HYD(
368         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,
369         U        phiHyd,
370         I        myThid )
371    C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
372    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
373             CALL FIND_RHO(
374         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,
375         O        rhoTmp,
376         I        myThid )
377    #endif
378    #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL
379             CALL CALC_ISOSLOPES(
380         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
381         I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,
382         O        K13, K23, K33, KapGM,
383         I        myThid )
384    #endif
385             DO J=jMin,jMax
386              DO I=iMin,iMax
387    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
388               rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)
389    #endif
390               buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)
391              ENDDO
392             ENDDO
393          ENDDO ! K          ENDDO ! K
394    
395  C--     Initial boundary condition on barotropic divergence integral  #ifdef ALLOW_KPP
396          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C--     Compute KPP mixing coefficients
397           DO i=1-OLx,sNx+OLx          IF (usingKPPmixing) THEN
398            cg2d_b(i,j,bi,bj) = 0. _d 0           CALL TIMER_START('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'
399           ENDDO       I          , myThid)
400          ENDDO           CALL KVMIX(
401         I               bi, bj, myTime, myThid )
402             CALL TIMER_STOP ('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'
403         I        , myThid)
404            ENDIF
405    #endif
406    
407            DO K = Nr, 1, -1
408    
         DO K = Nz, 1, -1  
409           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)
410           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above
411           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer
# Line 305  C--     Initial boundary condition on ba Line 417  C--     Initial boundary condition on ba
417  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
418           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
419       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
420       O        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,wVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,
421       I        myThid)       I        myThid)
422    #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
423  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
424           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
425       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
426       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,
427       O        KappaZT,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
428       I        myThid)       I        myThid)
429    #endif
430  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  C--      Calculate accelerations in the momentum equations
431           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
432            CALL CALC_MOM_RHS(            CALL CALC_MOM_RHS(
433       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
434       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,wVel,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,
435       I         pH,       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
436       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,
437       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,
438       I         myThid)       I         myTime, myThid)
439           ENDIF           ENDIF
   
440  C--      Calculate active tracer tendencies  C--      Calculate active tracer tendencies
441           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
442            CALL CALC_GT(            CALL CALC_GT(
443       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
444       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
445       I         K13,K23,KappaZT,KapGM,       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,
446       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,
447       I         myThid)       I         myTime, myThid)
448             ENDIF
449             IF ( saltStepping ) THEN
450              CALL CALC_GS(
451         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
452         I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
453         I         K13,K23,KappaRS,KapGM,
454         U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,
455         I         myTime, myThid)
456           ENDIF           ENDIF
 Cdbg     CALL CALC_GS(  
 Cdbg I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  
 Cdbg I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,  
 Cdbg I        K13,K23,K33,KapGM,  
 Cdbg U        aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,  
 Cdbg I        myThid)  
   
457  C--      Prediction step (step forward all model variables)  C--      Prediction step (step forward all model variables)
458           CALL TIMESTEP(           CALL TIMESTEP(
459       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
460       I       myThid)       I       myThid)
461    C--      Apply open boundary conditions
462             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )
463    C--      Freeze water
464             IF (allowFreezing)
465         &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )
466  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields
467           CALL DIV_G(           CALL CALC_DIV_GHAT(
468       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
469       I       xA,yA,       I       xA,yA,
470       I       myThid)       I       myThid)
471    
472    C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)
473    #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE
474             IF (taveFreq.GT.0.) THEN
475              CALL DO_TIME_AVERAGES(
476         I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,
477         I                           K13, K23, rVel, KapGM,
478         I                           myThid )
479             ENDIF
480    #endif
481    
482          ENDDO ! K          ENDDO ! K
483    
484  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
485          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
486           CALL IMPLDIFF( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,           IF (tempStepping) CALL IMPLDIFF(
487       I                  KappaZT,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
488       I                  myThid )       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,
489          ENDIF       U         gTNm1,
490         I         myThid )
491             IF (saltStepping) CALL IMPLDIFF(
492         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
493         I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,
494         U         gSNm1,
495         I         myThid )
496             IF (momStepping) THEN
497              CALL IMPLDIFF(
498         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
499         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
500         U         gUNm1,
501         I         myThid )
502              CALL IMPLDIFF(
503         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
504         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
505         U         gVNm1,
506         I         myThid )
507    #ifdef INCLUDE_CD_CODE
508              CALL IMPLDIFF(
509         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
510         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
511         U         vVelD,
512         I         myThid )
513              CALL IMPLDIFF(
514         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
515         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
516         U         uVelD,
517         I         myThid )
518    #endif
519             ENDIF ! momStepping
520            ENDIF ! implicitDiffusion
521    
522         ENDDO         ENDDO
523        ENDDO        ENDDO
524    
525        write(0,*) 'dynamics: pS',minval(cg2d_x),maxval(cg2d_x)  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),
526        write(0,*) 'dynamics: U',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))
527       &                         maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),
528        write(0,*) 'dynamics: V',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
529       &                         maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),
530        write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
531       &                         maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',
532        write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),
533       &                         maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)
534        write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',
535       &                         maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),
536        write(0,*) 'dynamics: gT',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)
537       &                         maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),
538        write(0,*) 'dynamics: T',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))
539       &                         maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),
540        write(0,*) 'dynamics: pH',minval(pH/(Gravity*Rhonil)),  cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))
541       &                          maxval(pH/(Gravity*Rhonil))  cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),
542    cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))
543    C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
544    C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
545    C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
546    C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
547    C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
548    C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
549    C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
550    C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
551    C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),
552    C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))
553    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,
554    C    &Nr, 1, myThid )
555    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,
556    C    &Nr, 1, myThid )
557    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,
558    C    &Nr, 1, myThid )
559    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,
560    C    &Nr, 1, myThid )
561    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,
562    C    &Nr, 1, myThid )
563    
564    
565        RETURN        RETURN
566        END        END
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