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revision 1.120 by jmc, Mon Jul 11 19:30:42 2005 UTC revision 1.161 by jmc, Mon Mar 5 18:21:12 2012 UTC
# Line 3  C $Name$ Line 3  C $Name$
3    
4  #include "PACKAGES_CONFIG.h"  #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  CBOP
13  C     !ROUTINE: DYNAMICS  C     !ROUTINE: DYNAMICS
# Line 10  C     !INTERFACE: Line 15  C     !INTERFACE:
15        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
16  C     !DESCRIPTION: \bv  C     !DESCRIPTION: \bv
17  C     *==========================================================*  C     *==========================================================*
18  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                        C     | SUBROUTINE DYNAMICS
19  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model    C     | o Controlling routine for the explicit part of the model
20  C     |   dynamics.                                                C     |   dynamics.
21  C     *==========================================================*  C     *==========================================================*
22  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each        C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each
23  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have    C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have
24  C     | overlap regions they are independent of one another.        C     | overlap regions they are independent of one another.
25  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this    C     | If terms involving lateral integrals are needed in this
26  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference    C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference
27  C     | operations with stencils wider than the overlap region      C     | operations with stencils wider than the overlap region
28  C     | require special consideration.                              C     | require special consideration.
29  C     | The algorithm...  C     | The algorithm...
30  C     |  C     |
31  C     | "Correction Step"  C     | "Correction Step"
# Line 30  C     | pressure such that the resulting Line 35  C     | pressure such that the resulting
35  C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:  C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:
36  C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P  C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P
37  C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P  C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P
38    C     |   W[n] = W* + dt x d/dz P  (NH mode)
39  C     |  C     |
40  C     | "Calculation of Gs"  C     | "Calculation of Gs"
41  C     | ===================  C     | ===================
# Line 85  C     == Global variables === Line 91  C     == Global variables ===
91  # ifdef ALLOW_KPP  # ifdef ALLOW_KPP
92  #  include "KPP.h"  #  include "KPP.h"
93  # endif  # endif
94    # ifdef ALLOW_PTRACERS
95    #  include "PTRACERS_SIZE.h"
96    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
97    # endif
98    # ifdef ALLOW_OBCS
99    #  include "OBCS_FIELDS.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 */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
108    
109  C     !CALLING SEQUENCE:  C     !CALLING SEQUENCE:
110  C     DYNAMICS()  C     DYNAMICS()
111  C      |  C      |
112    C      |-- CALC_EP_FORCING
113    C      |
114  C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF  C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
115  C      |  C      |
116  C      |-- CALC_VISCOSITY  C      |-- CALC_VISCOSITY
117  C      |  C      |
118  C      |-- CALC_PHI_HYD    C      |-- CALC_PHI_HYD
119  C      |  C      |
120  C      |-- MOM_FLUXFORM    C      |-- MOM_FLUXFORM
121  C      |  C      |
122  C      |-- MOM_VECINV      C      |-- MOM_VECINV
123  C      |  C      |
124  C      |-- TIMESTEP        C      |-- TIMESTEP
125  C      |  C      |
126  C      |-- OBCS_APPLY_UV  C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
127    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
128  C      |  C      |
129  C      |-- IMPLDIFF        C      |-- IMPLDIFF
130  C      |  C      |
131  C      |-- OBCS_APPLY_UV  C      |-- OBCS_APPLY_UV
132  C      |  C      |
133  C      |-- CALL DEBUG_STATS_RL  C      |-- CALC_GW
134    C      |
135    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
136    C      |-- DEBUG_STATS_RL
137    
138  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
139  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
140  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
141  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
142  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
143        _RL myTime        _RL myTime
144        INTEGER myIter        INTEGER myIter
145        INTEGER myThid        INTEGER myThid
146    
147    C     !FUNCTIONS:
148    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
149          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
150          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
151    #endif
152    
153  C     !LOCAL VARIABLES:  C     !LOCAL VARIABLES:
154  C     == Local variables  C     == Local variables
155  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
# Line 135  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface Line 166  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface
166  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
167  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
168  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
169    C     KappaRU    :: vertical viscosity
170    C     KappaRV    :: vertical viscosity
171  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
172  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
173  C     bi, bj  C     bi, bj
174  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
175  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
176  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
177        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
178        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
179        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
180        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
181        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dPhiHydX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
182        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dPhiHydY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
183        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
184        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
185        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
186        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
187        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
188        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
189    
190        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
191        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
# Line 161  C                      index into fVerTe Line 194  C                      index into fVerTe
194        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
195    
196  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
197          LOGICAL dPhiHydDiagIsOn
198        _RL tmpFac        _RL tmpFac
199  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
200    
201    
202  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
203  C  C
204  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 210  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = Line 244  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] =
244  C---  C---
245  CEOP  CEOP
246    
247    #ifdef ALLOW_DEBUG
248          IF (debugMode) CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
249    #endif
250    
251    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
252          dPhiHydDiagIsOn = .FALSE.
253          IF ( useDiagnostics )
254         &  dPhiHydDiagIsOn = DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Um_dPHdx', myThid )
255         &               .OR. DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Vm_dPHdy', myThid )
256    #endif
257    
258  C-- Call to routine for calculation of  C-- Call to routine for calculation of
259  C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,  C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
260  C   if desired:  C   if desired:
# Line 217  C   if desired: Line 262  C   if desired:
262        CALL CALC_EP_FORCING(myThid)        CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
263  #endif  #endif
264    
265    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_MONITOR_DIAG
266          CALL DUMMY_IN_DYNAMICS( myTime, myIter, myThid )
267    #endif
268    
269  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
270  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
271  CHPF$ INDEPENDENT  CHPF$ INDEPENDENT
# Line 248  CHPF$&                  ) Line 297  CHPF$&                  )
297  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
298    
299  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
300  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These initial values do not alter the numerical results. They
301  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
302  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
303  C     uninitialised but inert locations.  C     uninitialised but inert locations.
304    
305    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
306          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
307           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
308            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
309             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
310             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
311  cph(  cph(
312  c--   need some re-initialisation here to break dependencies  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
313  cph)  cph)
314             gu(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0             gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
315             gv(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0             gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
 #endif  
316            ENDDO            ENDDO
317           ENDDO           ENDDO
318          ENDDO          ENDDO
319    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
320          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
321           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
322            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
323            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
324            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
325            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
326            phiHydF (i,j)  = 0. _d 0            phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
327            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
328    #ifndef INCLUDE_PHIHYD_CALCULATION_CODE
329            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
330            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
331    #endif
332            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
333            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
334            guDissip(i,j)  = 0. _d 0            guDissip(i,j)  = 0. _d 0
335            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
336    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
337              phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
338    # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
339    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
340              dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
341              dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
342              dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
343    #  endif
344    # endif
345    #endif
346           ENDDO           ENDDO
347          ENDDO          ENDDO
348    
# Line 292  C--     Start computation of dynamics Line 353  C--     Start computation of dynamics
353          jMax = sNy+1          jMax = sNy+1
354    
355  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
356  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =  CADJ STORE wVel (:,:,:,bi,bj) =
357  CADJ &     comlev1_bibj, key = idynkey, byte = isbyte  CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
358  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
359    
360  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)  C--     Explicit part of the Surface Potential Gradient (add in TIMESTEP)
361  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
362          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
363            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
364       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
365       I         etaN,       I         etaN,
366       O         phiSurfX,phiSurfY,       O         phiSurfX,phiSurfY,
367       I         myThid )                               I         myThid )
368          ENDIF          ENDIF
369    
370  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
371  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE uVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
372  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte  CADJ STORE vVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
373  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_KPP
374  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
375  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
376  #endif /* ALLOW_KPP */  #endif /* ALLOW_KPP */
377  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
378    
379  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
380  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--     Calculate the total vertical viscosity
381            CALL CALC_VISCOSITY(
382         I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
383         O            KappaRU, KappaRV,
384         I            myThid )
385    #else
386          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
387           CALL CALC_VISCOSITY(           DO j=1-OLy,sNy+OLy
388       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,            DO i=1-OLx,sNx+OLx
389       O        KappaRU,KappaRV,             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
390       I        myThid)             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
391         ENDDO            ENDDO
392             ENDDO
393            ENDDO
394  #endif  #endif
395    
396  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
397  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
398  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
399  CADJ STORE KappaRV(:,:,:)  CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
400  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
401  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
402    
403    #ifdef ALLOW_OBCS
404    C--   For Stevens boundary conditions velocities need to be extrapolated
405    C     (copied) to a narrow strip outside the domain
406             IF ( useOBCS ) THEN
407              CALL OBCS_COPY_UV_N(
408         U         uVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
409         U         vVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
410         I         Nr, bi, bj, myThid )
411             ENDIF
412    #endif /* ALLOW_OBCS */
413    
414  C--     Start of dynamics loop  C--     Start of dynamics loop
415          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
416    
# Line 344  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p Line 423  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p
423            kup  = 1+MOD(k+1,2)            kup  = 1+MOD(k+1,2)
424            kDown= 1+MOD(k,2)            kDown= 1+MOD(k,2)
425    
426  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
427           kkey = (idynkey-1)*Nr + k           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
428  c  c
429  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)  CADJ STORE totPhiHyd (:,:,k,bi,bj)
430    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
431    CADJ STORE phiHydLow (:,:,bi,bj)
432    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
433    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
434    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
435    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
436    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
437    CADJ STORE gT(:,:,k,bi,bj)
438    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
439    CADJ STORE gS(:,:,k,bi,bj)
440    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
441    # ifdef NONLIN_FRSURF
442    cph-test
443    CADJ STORE  phiHydC (:,:)
444    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
445    CADJ STORE  phiHydF (:,:)
446    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
447    CADJ STORE  guDissip (:,:)
448    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
449    CADJ STORE  gvDissip (:,:)
450    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
451    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
452    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
453    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
454    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
455    CADJ STORE gU(:,:,k,bi,bj)
456    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
457    CADJ STORE gV(:,:,k,bi,bj)
458    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
459    #  ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
460    CADJ STORE guNm1(:,:,k,bi,bj)
461  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
462  CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)  CADJ STORE gvNm1(:,:,k,bi,bj)
463  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
464  CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)  #  else
465    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,1)
466  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
467    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,2)
468    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
469    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,1)
470    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
471    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,2)
472    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
473    #  endif
474    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
475    CADJ STORE uNM1(:,:,k,bi,bj)
476    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
477    CADJ STORE vNM1(:,:,k,bi,bj)
478    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
479    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
480    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
481    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
482    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
483    #  endif
484    # endif
485    # ifdef ALLOW_DEPTH_CONTROL
486    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
487    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
488    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
489    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
490    # endif
491  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
492    
493  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
494  C        phiHyd(z=0)=0  C        phiHyd(z=0)=0
495           CALL CALC_PHI_HYD(           IF ( implicitIntGravWave ) THEN
496               CALL CALC_PHI_HYD(
497         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
498         I        gT, gS,
499         U        phiHydF,
500         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
501         I        myTime, myIter, myThid )
502             ELSE
503               CALL CALC_PHI_HYD(
504       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
505       I        theta, salt,       I        theta, salt,
506       U        phiHydF,       U        phiHydF,
507       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
508       I        myTime, myIter, myThid )       I        myTime, myIter, myThid )
509             ENDIF
510    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
511             IF ( dPhiHydDiagIsOn ) THEN
512               tmpFac = -1. _d 0
513               CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydX, tmpFac, 1,
514         &                           'Um_dPHdx', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
515               CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydY, tmpFac, 1,
516         &                           'Vm_dPHdy', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
517             ENDIF
518    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
519    
520  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
521  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
522           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
523    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
524    # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
525    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
526    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
527    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
528    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
529    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
530    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
531    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
532    #  endif
533    # endif
534    #endif
535               IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
536  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
537             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(  C
538                  CALL MOM_FLUXFORM(
539       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
540       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
541       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
542         O         guDissip, gvDissip,
543       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
544  #endif  #endif
545               ELSE
546  #ifdef ALLOW_MOM_VECINV  #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
547             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(  C
548    # ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
549    #  ifdef NONLIN_FRSURF
550    CADJ STORE fVerU(:,:,:)
551    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
552    CADJ STORE fVerV(:,:,:)
553    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
554    #  endif
555    # endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
556    C
557                 CALL MOM_VECINV(
558       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
559       I         dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
560       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
561       O         guDissip, gvDissip,       O         guDissip, gvDissip,
562       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
563  #endif  #endif
564               ENDIF
565    C
566             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
567       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
568       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
569       I         guDissip, gvDissip,       I         guDissip, gvDissip,
570       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
571    
 #ifdef   ALLOW_OBCS  
 C--      Apply open boundary conditions  
            IF (useOBCS) THEN  
              CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )  
            ENDIF  
 #endif   /* ALLOW_OBCS */  
   
572           ENDIF           ENDIF
573    
   
574  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
575          ENDDO          ENDDO
576    
577  C--     Implicit Vertical advection & viscosity  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
578  #ifdef INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE  #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && \
579         defined (ALLOW_MOM_COMMON) && !(defined ALLOW_AUTODIFF_TAMC))
580          IF ( momImplVertAdv ) THEN          IF ( momImplVertAdv ) THEN
581            CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,            CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
582       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
583            CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,            CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
584       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
# Line 418  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bib Line 592  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bib
592  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #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         0, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
596       U         gU,       U         gU,
597       I         myThid )       I         myThid )
598  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 427  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bib Line 601  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bib
601  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
602            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
603       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
604       I         0, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
605       U         gV,       U         gV,
606       I         myThid )       I         myThid )
607          ENDIF          ENDIF
608    
609  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
610  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
611          IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN          IF ( useOBCS ) THEN
612             DO K=1,Nr  C--      but first save intermediate velocities to be used in the
613               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )  C        next time step for the Stevens boundary conditions
614             ENDDO            CALL OBCS_SAVE_UV_N(
615         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 0,
616         I        gU, gV, myThid )
617              CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, 0, gU, gV, myThid )
618          ENDIF          ENDIF
619  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif /* ALLOW_OBCS */
620    
621  #ifdef    ALLOW_CD_CODE  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
622          IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN          IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
# Line 448  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_ Line 625  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_
625  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
626            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
627       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
628       I         0, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
629       U         vVelD,       U         vVelD,
630       I         myThid )       I         myThid )
631  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 456  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_ Line 633  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_
633  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
634            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
635       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
636       I         0, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
637       U         uVelD,       U         uVelD,
638       I         myThid )       I         myThid )
639          ENDIF          ENDIF
640  #endif    /* ALLOW_CD_CODE */  #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
641  C--     End implicit Vertical advection & viscosity  C--     End implicit Vertical advection & viscosity
642    
643    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
644    
645    #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
646    C--   Step forward W field in N-H algorithm
647            IF ( nonHydrostatic ) THEN
648    #ifdef ALLOW_DEBUG
649             IF (debugMode) CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
650    #endif
651             CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
652             CALL CALC_GW(
653         I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
654         I                 myTime, myIter, myThid )
655            ENDIF
656            IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
657         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
658            IF ( nonHydrostatic )
659         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
660    #endif
661    
662    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
663    
664    C-    end of bi,bj loops
665         ENDDO         ENDDO
666        ENDDO        ENDDO
667    
668  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
669        IF (useOBCS) THEN        IF (useOBCS) THEN
670         CALL OBCS_PRESCRIBE_EXCHANGES(myThid)          CALL OBCS_EXCHANGES( myThid )
671        ENDIF        ENDIF
672  #endif  #endif
673    
 C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|  
   
674  Cml(  Cml(
675  C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate  C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
676  C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow  C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
677  C     has to be removed by something like the following subroutine:  C     has to be removed by something like the following subroutine:
678  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskH, maskH, rA, drF,  C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskInC, maskInC, rA, drF,
679  C     &                'phiHydLow', myThid )  C     &                     'phiHydLow', myTime, myThid )
680  Cml)  Cml)
681    
682  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
683        IF ( usediagnostics ) THEN        IF ( useDiagnostics ) THEN
684    
685         CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)         CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
686         CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)         CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
# Line 497  Cml) Line 694  Cml)
694    
695        ENDIF        ENDIF
696  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
697          
698  #ifdef ALLOW_DEBUG  #ifdef ALLOW_DEBUG
699        If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN        IF ( debugLevel .GE. debLevD ) THEN
700         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
701         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
702         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
# Line 519  Cml) Line 716  Cml)
716        ENDIF        ENDIF
717  #endif  #endif
718    
719    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
720    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
721    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
722    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
723          IF ( debugLevel .GE. debLevE ) THEN
724           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
725          ENDIF
726    #endif
727    
728    #ifdef ALLOW_DEBUG
729          IF (debugMode) CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
730    #endif
731    
732        RETURN        RETURN
733        END        END
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