/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.46 by adcroft, Mon Aug 30 18:25:33 1999 UTC revision 1.156 by jmc, Mon May 23 00:41:09 2011 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4    #include "PACKAGES_CONFIG.h"
5  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
6    #ifdef ALLOW_OBCS
7    # include "OBCS_OPTIONS.h"
8    #endif
9    
10    #undef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
11    
12    CBOP
13    C     !ROUTINE: DYNAMICS
14    C     !INTERFACE:
15        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
16  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
17  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      |  C     *==========================================================*
18  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model |  C     | SUBROUTINE DYNAMICS
19  C     |   dynamics.                                              |  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model
20  C     |==========================================================|  C     |   dynamics.
21  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each     |  C     *==========================================================*
22  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have |  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each
23  C     | overlap regions they are independent of one another.     |  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have
24  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  |  C     | overlap regions they are independent of one another.
25  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference |  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this
26  C     | operations with stencils wider than the overlap region   |  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference
27  C     | require special consideration.                           |  C     | operations with stencils wider than the overlap region
28  C     | Notes                                                    |  C     | require special consideration.
29  C     | =====                                                    |  C     | The algorithm...
30  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     |
31  C     |      presently being developed.                          |  C     | "Correction Step"
32  C     \==========================================================/  C     | =================
33    C     | Here we update the horizontal velocities with the surface
34    C     | pressure such that the resulting flow is either consistent
35    C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:
36    C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P
37    C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P
38    C     |   W[n] = W* + dt x d/dz P  (NH mode)
39    C     |
40    C     | "Calculation of Gs"
41    C     | ===================
42    C     | This is where all the accelerations and tendencies (ie.
43    C     | physics, parameterizations etc...) are calculated
44    C     |   rho = rho ( theta[n], salt[n] )
45    C     |   b   = b(rho, theta)
46    C     |   K31 = K31 ( rho )
47    C     |   Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
48    C     |   Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
49    C     |   Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
50    C     |   Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
51    C     |
52    C     | "Time-stepping" or "Prediction"
53    C     | ================================
54    C     | The models variables are stepped forward with the appropriate
55    C     | time-stepping scheme (currently we use Adams-Bashforth II)
56    C     | - For momentum, the result is always *only* a "prediction"
57    C     | in that the flow may be divergent and will be "corrected"
58    C     | later with a surface pressure gradient.
59    C     | - Normally for tracers the result is the new field at time
60    C     | level [n+1} *BUT* in the case of implicit diffusion the result
61    C     | is also *only* a prediction.
62    C     | - We denote "predictors" with an asterisk (*).
63    C     |   U* = U[n] + dt x ( 3/2 Gu[n] - 1/2 Gu[n-1] )
64    C     |   V* = V[n] + dt x ( 3/2 Gv[n] - 1/2 Gv[n-1] )
65    C     |   theta[n+1] = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
66    C     |   salt[n+1] = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
67    C     | With implicit diffusion:
68    C     |   theta* = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
69    C     |   salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
70    C     |   (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
71    C     |   (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
72    C     |
73    C     *==========================================================*
74    C     \ev
75    C     !USES:
76        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
   
77  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
78  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
79  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
80  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
81  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
82  #include "GRID.h"  #ifdef ALLOW_CD_CODE
83  #ifdef ALLOW_KPP  #include "CD_CODE_VARS.h"
 #include "KPPMIX.h"  
84  #endif  #endif
85    #include "GRID.h"
86    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
87    # include "tamc.h"
88    # include "tamc_keys.h"
89    # include "FFIELDS.h"
90    # include "EOS.h"
91    # ifdef ALLOW_KPP
92    #  include "KPP.h"
93    # endif
94    # ifdef ALLOW_PTRACERS
95    #  include "PTRACERS_SIZE.h"
96    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
97    # endif
98    # ifdef ALLOW_OBCS
99    #  include "OBCS.h"
100    #  ifdef ALLOW_PTRACERS
101    #   include "OBCS_PTRACERS.h"
102    #  endif
103    # endif
104    # ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
105    #  include "MOM_FLUXFORM.h"
106    # endif
107    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
108    
109    C     !CALLING SEQUENCE:
110    C     DYNAMICS()
111    C      |
112    C      |-- CALC_EP_FORCING
113    C      |
114    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
115    C      |
116    C      |-- CALC_VISCOSITY
117    C      |
118    C      |-- CALC_PHI_HYD
119    C      |
120    C      |-- MOM_FLUXFORM
121    C      |
122    C      |-- MOM_VECINV
123    C      |
124    C      |-- TIMESTEP
125    C      |
126    C      |-- OBCS_APPLY_UV
127    C      |
128    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
129    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
130    C      |
131    C      |-- IMPLDIFF
132    C      |
133    C      |-- OBCS_APPLY_UV
134    C      |
135    C      |-- CALC_GW
136    C      |
137    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
138    C      |-- DEBUG_STATS_RL
139    
140    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
141  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
142  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
143  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
144  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
       INTEGER myThid  
145        _RL myTime        _RL myTime
146        INTEGER myIter        INTEGER myIter
147          INTEGER myThid
148    
149    C     !FUNCTIONS:
150    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
151          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
152          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
153    #endif
154    
155    C     !LOCAL VARIABLES:
156  C     == Local variables  C     == Local variables
157  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
158  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
159  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
160  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
161  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
162  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
163  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C                      (=pressure/rho0) anomaly
164  C                                        lower cell faces.  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
165  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
166  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
167  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
168  C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
169  C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
170  C                              o xTerm: Mixing term  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
171  C                              o cTerm: Coriolis term  C     KappaRU    :: vertical viscosity
172  C                              o mTerm: Metric term  C     KappaRV    :: vertical viscosity
 C                              o pTerm: Pressure term  
 C                              o fZon: Zonal flux term  
 C                              o fMer: Meridional flux term  
 C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  
 C                                      is "pipelined" in the vertical  
 C                                      so we need an fVer for each  
 C                                      variable.  
 C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level  
 C                      below.  
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
 C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  
 C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  
 C                      pressure anomaly  
 C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  
 C                      surface height  
 C                      anomaly.  
 C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  
 C     etaSurfY  
 C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation  
 C                      diffusion tensor.  
 C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.  
 C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  
 C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  
173  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
174  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
175  C     bi, bj  C     bi, bj
176  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
177  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
178  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
       _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
179        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
180        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
181        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
182        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
183        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
184        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
185        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
186        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
187        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
188        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
       _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
189        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
190        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
191    
 #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
       _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
 #endif  
   
192        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
193        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
194        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
195        INTEGER i, j        INTEGER i, j
196        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
197        LOGICAL BOTTOM_LAYER  
198    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
199          LOGICAL dPhiHydDiagIsOn
200          _RL tmpFac
201    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
202    
203    
204  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
205  C  C
# Line 149  C Line 214  C
214  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
215  C       ===================  C       ===================
216  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
217  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
218  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
219  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
220  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
221  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
222  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
223  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
224  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
225  C  C
226  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
227  C       ================================  C       ================================
# Line 180  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 244  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
244  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
245  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
246  C---  C---
247    CEOP
248    
249  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  #ifdef ALLOW_DEBUG
250  C     These inital values do not alter the numerical results. They        IF (debugMode) CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
251  C     just ensure that all memory references are to valid floating  #endif
252  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to  
253  C     uninitialised but inert locations.  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
254        DO j=1-OLy,sNy+OLy        dPhiHydDiagIsOn = .FALSE.
255         DO i=1-OLx,sNx+OLx        IF ( useDiagnostics )
256          xA(i,j)      = 0. _d 0       &  dPhiHydDiagIsOn = DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Um_dPHdx', myThid )
257          yA(i,j)      = 0. _d 0       &               .OR. DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Vm_dPHdy', myThid )
258          uTrans(i,j)  = 0. _d 0  #endif
         vTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         aTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         xTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         cTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         mTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         pTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         fZon(i,j)    = 0. _d 0  
         fMer(i,j)    = 0. _d 0  
         DO K=1,Nr  
          phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0  
          K13(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K23(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K33(i,j,k)  = 0. _d 0  
          KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0  
         ENDDO  
         rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhok   (i,j) = 0. _d 0  
         rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhoTMP (i,j) = 0. _d 0  
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
        ENDDO  
       ENDDO  
259    
260    C-- Call to routine for calculation of
261    C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
262    C   if desired:
263    #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
264          CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
265    #endif
266    
267    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_MONITOR_DIAG
268          CALL DUMMY_IN_DYNAMICS( mytime, myiter, myThid )
269    #endif
270    
271    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
272    C--   HPF directive to help TAMC
273    CHPF$ INDEPENDENT
274    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
275    
276        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
277    
278    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
279    C--    HPF directive to help TAMC
280    CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
281    CHPF$&                  ,phiHydF
282    CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
283    CHPF$&                  )
284    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
285    
286         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
287    
288  C--     Set up work arrays that need valid initial values  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
289          DO j=1-OLy,sNy+OLy            act1 = bi - myBxLo(myThid)
290           DO i=1-OLx,sNx+OLx            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
291            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            act2 = bj - myByLo(myThid)
292            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
293            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0            act3 = myThid - 1
294            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            max3 = nTx*nTy
295            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            act4 = ikey_dynamics - 1
296            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
297            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0       &                      + act3*max1*max2
298            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0       &                      + act4*max1*max2*max3
299            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
           fVerV (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerV (i,j,2) = 0. _d 0  
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
           K13   (i,j,1) = 0. _d 0  
           K23   (i,j,1) = 0. _d 0  
           K33   (i,j,1) = 0. _d 0  
           KapGM (i,j)   = GMkbackground  
          ENDDO  
         ENDDO  
300    
301    C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
302    C     These inital values do not alter the numerical results. They
303    C     just ensure that all memory references are to valid floating
304    C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
305    C     uninitialised but inert locations.
306    
307    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
308          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
309           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
310            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
311  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
312             ConvectCount(i,j,k) = 0.             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
313  #endif  cph(
314             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
315             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  cph)
316               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
317               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
318            ENDDO            ENDDO
319           ENDDO           ENDDO
320          ENDDO          ENDDO
321    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
322          iMin = 1-OLx+1          DO j=1-OLy,sNy+OLy
323          iMax = sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
324          jMin = 1-OLy+1            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
325          jMax = sNy+OLy            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
326              fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
327              fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
328          K = 1            phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
329          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
330    #ifndef INCLUDE_PHIHYD_CALCULATION_CODE
331  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
332  C--     Calculate gradient of surface pressure            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
333          CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(  #endif
334       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
335       O       etaSurfX,etaSurfY,            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
336       I       myThid)            guDissip(i,j)  = 0. _d 0
337  C--     Update fields in top level according to tendency terms            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
338          CALL CORRECTION_STEP(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
339       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,            phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
340       I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
341  #ifdef ALLOW_OBCS  #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
342          IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )            dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
343  #endif            dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
344          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN            dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
345  C--      Update fields in layer below according to tendency terms  #  endif
346           CALL CORRECTION_STEP(  # endif
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,  
      I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
          IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  
 #endif  
         ENDIF  
 #endif  
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
347  #endif  #endif
348             ENDDO
349            ENDDO
350    
351          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)  C--     Start computation of dynamics
352  #ifdef ALLOW_KPP          iMin = 0
353       &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing          iMax = sNx+1
354  #endif          jMin = 0
355       &     ) THEN          jMax = sNy+1
356  C--      Check static stability with layer below  
357  C--      and mix as needed.  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
358  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =
359           CALL FIND_RHO(  CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
360       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
361       O      rhoKp1,  
362       I      myThid )  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
363  #endif  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
364  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
365           CALL CONVECT(            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
366       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
367       U       ConvectCount,       I         etaN,
368       I       myTime,myIter,myThid)       O         phiSurfX,phiSurfY,
369  #endif       I         myThid )
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
 C--      Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O      rhoKm1,  
      I      myThid )  
 #endif  
370          ENDIF          ENDIF
371  C--     Calculate buoyancy  
372          CALL CALC_BUOYANCY(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
373       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
374       O      buoyKm1,  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
      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 )  
   
         DO K=2,Nr  
          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  
 #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  
          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--       Update fields in layer below according to tendency terms  
           CALL CORRECTION_STEP(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,  
      I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
           IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  
 #endif  
          ENDIF  
 #endif  
 C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,  
      O      rhoK,  
      I      myThid )  
 #endif  
          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)  
375  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_KPP
376       &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
377  #endif  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
378       &      ) THEN  #endif /* ALLOW_KPP */
379  C--       Check static stability with layer below and mix as needed.  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
380  C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.  
381  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
382            CALL FIND_RHO(  C--     Calculate the total vertical viscosity
383       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,          CALL CALC_VISCOSITY(
384       O       rhoKp1,       I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
385       I       myThid )       O            KappaRU, KappaRV,
386  #endif       I            myThid )
387  #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  #else
388            CALL CONVECT(          DO k=1,Nr
389       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,           DO j=1-OLy,sNy+OLy
390       U        ConvectCount,            DO i=1-OLx,sNx+OLx
391       I        myTime,myIter,myThid)             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
392  #endif             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
 C--       Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O       rhoK,  
      I       myThid )  
 #endif  
          ENDIF  
 C--      Calculate buoyancy  
          CALL CALC_BUOYANCY(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoK,  
      O       buoyK,  
      I       myThid )  
 C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  
 C--      phiHyd(z=0)=0  
          CALL CALC_PHI_HYD(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,  
      U        phiHyd,  
      I        myThid )  
 C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,  
      O        rhoTmp,  
      I        myThid )  
 #endif  
 #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL  
          CALL CALC_ISOSLOPES(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,  
      O        K13, K23, K33, KapGM,  
      I        myThid )  
 #endif  
          DO J=jMin,jMax  
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
 #endif  
            buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  
393            ENDDO            ENDDO
394           ENDDO           ENDDO
395          ENDDO ! K          ENDDO
   
 #ifdef ALLOW_KPP  
 C--     Compute KPP mixing coefficients  
         IF (usingKPPmixing) THEN  
          CALL TIMER_START('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'  
      I          , myThid)  
          CALL KVMIX(  
      I               bi, bj, myTime, myThid )  
          CALL TIMER_STOP ('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'  
      I        , myThid)  
         ENDIF  
396  #endif  #endif
397    
398          DO K = Nr, 1, -1  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
399    CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
400    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
401    CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
402    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
403    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
404    
405           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)  C--     Start of dynamics loop
406           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above          DO k=1,Nr
407           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer  
408           iMin = 1-OLx+2  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
409           iMax = sNx+OLx-1  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
410           jMin = 1-OLy+2  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
411           jMax = sNy+OLy-1  
412              km1  = MAX(1,k-1)
413  C--      Get temporary terms used by tendency routines            kp1  = MIN(k+1,Nr)
414           CALL CALC_COMMON_FACTORS (            kup  = 1+MOD(k+1,2)
415       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,            kDown= 1+MOD(k,2)
416       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,  
417       I        myThid)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
418  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
419  C--      Calculate the total vertical diffusivity  c
420           CALL CALC_DIFFUSIVITY(  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
421       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
422       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,  CADJ STORE phihydlow (:,:,bi,bj)
423       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
424       I        myThid)  CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
425  #endif  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
426  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
427           IF ( momStepping ) THEN  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
428            CALL CALC_MOM_RHS(  CADJ STORE gt(:,:,k,bi,bj)
429       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
430       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,  CADJ STORE gs(:,:,k,bi,bj)
431       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
432       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,  # ifdef NONLIN_FRSURF
433       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,  cph-test
434       I         myTime, myThid)  CADJ STORE  phiHydC (:,:)
435           ENDIF  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
436  C--      Calculate active tracer tendencies  CADJ STORE  phiHydF (:,:)
437           IF ( tempStepping ) THEN  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
438            CALL CALC_GT(  CADJ STORE  gudissip (:,:)
439       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
440       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,  CADJ STORE  gvdissip (:,:)
441       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
442       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,  CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
443       I         myTime, myThid)  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
444    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
445    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
446    CADJ STORE gu(:,:,k,bi,bj)
447    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
448    CADJ STORE gv(:,:,k,bi,bj)
449    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
450    #  ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
451    CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)
452    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
453    CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)
454    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
455    #  else
456    CADJ STORE gunm(:,:,k,bi,bj,1)
457    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
458    CADJ STORE gunm(:,:,k,bi,bj,2)
459    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
460    CADJ STORE gvnm(:,:,k,bi,bj,1)
461    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
462    CADJ STORE gvnm(:,:,k,bi,bj,2)
463    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
464    #  endif
465    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
466    CADJ STORE unm1(:,:,k,bi,bj)
467    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
468    CADJ STORE vnm1(:,:,k,bi,bj)
469    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
470    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
471    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
472    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
473    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
474    #  endif
475    # endif
476    # ifdef ALLOW_DEPTH_CONTROL
477    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
478    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
479    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
480    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
481    # endif
482    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
483    
484    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
485    C        phiHyd(z=0)=0
486             IF ( implicitIntGravWave ) THEN
487               CALL CALC_PHI_HYD(
488         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
489         I        gT, gS,
490         U        phiHydF,
491         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
492         I        myTime, myIter, myThid )
493             ELSE
494               CALL CALC_PHI_HYD(
495         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
496         I        theta, salt,
497         U        phiHydF,
498         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
499         I        myTime, myIter, myThid )
500           ENDIF           ENDIF
501           IF ( saltStepping ) THEN  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
502            CALL CALC_GS(           IF ( dPhiHydDiagIsOn ) THEN
503       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,             tmpFac = -1. _d 0
504       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydX, tmpFac, 1,
505       I         K13,K23,KappaRS,KapGM,       &                           'Um_dPHdx', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
506       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydY, tmpFac, 1,
507       I         myTime, myThid)       &                           'Vm_dPHdy', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
508           ENDIF           ENDIF
509  C--      Prediction step (step forward all model variables)  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
510           CALL TIMESTEP(  
511       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
512       I       myIter, myThid)  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
513  #ifdef ALLOW_OBCS           IF ( momStepping ) THEN
514  C--      Apply open boundary conditions  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
515           IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )  # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
516    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
517    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
518    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
519    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
520    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
521    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
522    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
523    #  endif
524    # endif
525  #endif  #endif
526  C--      Freeze water             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
527           IF (allowFreezing)  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
528       &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )  C
529  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields                CALL MOM_FLUXFORM(
530           CALL CALC_DIV_GHAT(       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
531       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I         KappaRU, KappaRV,
532       I       xA,yA,       U         fVerU, fVerV,
533       I       myThid)       O         guDissip, gvDissip,
534         I         myTime, myIter, myThid)
535  C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  #endif
536  #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE             ELSE
537           IF (taveFreq.GT.0.) THEN  #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
538            CALL DO_TIME_AVERAGES(  C
539       I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,  # ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
540       I                           K13, K23, rVel, KapGM, ConvectCount,  #  ifdef NONLIN_FRSURF
541       I                           myThid )  CADJ STORE fVerU(:,:,:)
542           ENDIF  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
543    CADJ STORE fVerV(:,:,:)
544    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
545    #  endif
546    # endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
547    C
548                 CALL MOM_VECINV(
549         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
550         I         KappaRU, KappaRV,
551         U         fVerU, fVerV,
552         O         guDissip, gvDissip,
553         I         myTime, myIter, myThid)
554  #endif  #endif
555               ENDIF
556    C
557               CALL TIMESTEP(
558         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
559         I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
560         I         guDissip, gvDissip,
561         I         myTime, myIter, myThid)
562    
563             ENDIF
564    
565          ENDDO ! K  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
566            ENDDO
567    
568  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
569          IF (implicitDiffusion) THEN  #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && \
570           IF (tempStepping) CALL IMPLDIFF(       defined (ALLOW_MOM_COMMON) && !(defined ALLOW_AUTODIFF_TAMC))
571       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,          IF ( momImplVertAdv ) THEN
572       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,            CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
573       U         gTNm1,       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
574       I         myThid )            CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
575           IF (saltStepping) CALL IMPLDIFF(       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
576       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,          ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
577       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,  #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
578       U         gSNm1,          IF     ( implicitViscosity ) THEN
579       I         myThid )  #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
580          ENDIF ! implicitDiffusion  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
581  C--     Implicit viscosity  CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
582          IF (implicitViscosity) THEN  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
583           IF (momStepping) THEN  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
584            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
585       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
586       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU,recip_HFacW,
587       U         gUNm1,       U         gU,
588       I         myThid )       I         myThid )
589    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
590    CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
591    CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
592    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
593            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
594       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
595       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV,recip_HFacS,
596       U         gVNm1,       U         gV,
597       I         myThid )       I         myThid )
598  #ifdef INCLUDE_CD_CODE          ENDIF
599    
600    #ifdef   ALLOW_OBCS
601    C--      Apply open boundary conditions
602            IF ( useOBCS ) THEN
603              CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, 0, gU, gV, myThid )
604            ENDIF
605    #endif   /* ALLOW_OBCS */
606    
607    #ifdef    ALLOW_CD_CODE
608            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
609    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
610    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
611    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
612            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
613       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
614       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
615       U         vVelD,       U         vVelD,
616       I         myThid )       I         myThid )
617    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
618    CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
619    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
620            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
621       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
622       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
623       U         uVelD,       U         uVelD,
624       I         myThid )       I         myThid )
625            ENDIF
626    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
627    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
628    
629    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
630    
631    #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
632    C--   Step forward W field in N-H algorithm
633            IF ( nonHydrostatic ) THEN
634    #ifdef ALLOW_DEBUG
635             IF (debugMode) CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
636    #endif
637             CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
638             CALL CALC_GW(
639         I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
640         I                 myTime, myIter, myThid )
641            ENDIF
642            IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
643         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
644            IF ( nonHydrostatic )
645         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
646  #endif  #endif
647           ENDIF ! momStepping  
648          ENDIF ! implicitViscosity  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
649    
650    C-    end of bi,bj loops
651         ENDDO         ENDDO
652        ENDDO        ENDDO
653    
654  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  #ifdef ALLOW_OBCS
655  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))        IF (useOBCS) THEN
656  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),          CALL OBCS_EXCHANGES( myThid )
657  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)        ENDIF
658  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  #endif
659  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)  
660  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',  Cml(
661  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),  C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
662  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)  C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
663  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',  C     has to be removed by something like the following subroutine:
664  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskInC, maskInC, rA, drF,
665  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)  C     &                     'phiHydLow', myTime, myThid )
666  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),  Cml)
667  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))  
668  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
669  cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))        IF ( useDiagnostics ) THEN
670  cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),  
671  cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))         CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
672  C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
673  C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
674  C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         tmpFac = 1. _d 0
675  C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))         CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
676  C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),       &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
677  C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
678  C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),         CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
679  C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))       &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
680  C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),  
681  C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))        ENDIF
682  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
683  C    &Nr, 1, myThid )  
684  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,  #ifdef ALLOW_DEBUG
685  C    &Nr, 1, myThid )        IF ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
686  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
687  C    &Nr, 1, myThid )         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
688  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
689  C    &Nr, 1, myThid )         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
690  C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
691  C    &Nr, 1, myThid )         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
692           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
693           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
694           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gT,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
695           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gS,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
696    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
697           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
698           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
699           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
700           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
701    #endif
702          ENDIF
703    #endif
704    
705    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
706    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
707    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
708    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
709          IF ( debugLevel .GT. debLevB ) THEN
710           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
711          ENDIF
712    #endif
713    
714    #ifdef ALLOW_DEBUG
715          IF (debugMode) CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
716    #endif
717    
718        RETURN        RETURN
719        END        END
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