/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.2 by cnh, Fri Apr 24 02:05:40 1998 UTC revision 1.9 by cnh, Mon May 25 21:29:45 1998 UTC
# Line 2  C $Header$ Line 2  C $Header$
2    
3  #include "CPP_EEOPTIONS.h"  #include "CPP_EEOPTIONS.h"
4    
5        SUBROUTINE DYNAMICS(myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
6  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
7  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      |  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      |
8  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model |  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model |
# Line 25  C     == Global variables === Line 25  C     == Global variables ===
25  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
26  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
27  #include "CG2D.h"  #include "CG2D.h"
28    #include "PARAMS.h"
29    #include "DYNVARS.h"
30    
31  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
32    C     myTime - Current time in simulation
33    C     myIter - Current iteration number in simulation
34  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.
35        INTEGER myThid        INTEGER myThid
36          _RL myTime
37          INTEGER myIter
38    
39  C     == Local variables  C     == Local variables
40  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
# Line 76  C                          into fVerTerm Line 82  C                          into fVerTerm
82        _RL fVerU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
83        _RL fVerV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
84        _RL pH    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL pH    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)
85          _RL rhokm1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
86          _RL rhokp1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87          _RL pSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
88          _RL pSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89          _RL K13   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)
90          _RL K23   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)
91          _RL K33   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)
92          _RL KapGM (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
93        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
94        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
95        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
# Line 89  C     point numbers. This prevents spuri Line 103  C     point numbers. This prevents spuri
103  C     uninitialised but inert locations.  C     uninitialised but inert locations.
104        DO j=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
105         DO i=1-OLx,sNx+OLx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
106          xA(i,j)      = 0.*1. _d 37          xA(i,j)      = 0. _d 0
107          yA(i,j)      = 0.*1. _d 37          yA(i,j)      = 0. _d 0
108          uTrans(i,j)  = 0.*1. _d 37          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
109          vTrans(i,j)  = 0.*1. _d 37          vTrans(i,j)  = 0. _d 0
110          aTerm(i,j)   = 0.*1. _d 37          aTerm(i,j)   = 0. _d 0
111          xTerm(i,j)   = 0.*1. _d 37          xTerm(i,j)   = 0. _d 0
112          cTerm(i,j)   = 0.*1. _d 37          cTerm(i,j)   = 0. _d 0
113          mTerm(i,j)   = 0.*1. _d 37          mTerm(i,j)   = 0. _d 0
114          pTerm(i,j)   = 0.*1. _d 37          pTerm(i,j)   = 0. _d 0
115          fZon(i,j)    = 0.*1. _d 37          fZon(i,j)    = 0. _d 0
116          fMer(i,j)    = 0.*1. _d 37          fMer(i,j)    = 0. _d 0
117          DO K=1,nZ          DO K=1,nZ
118           pH (i,j,k)  = 0.*1. _d 37           pH (i,j,k)  = 0. _d 0
119             K13(i,j,k) = 0. _d 0
120             K23(i,j,k) = 0. _d 0
121             K33(i,j,k) = 0. _d 0
122          ENDDO          ENDDO
123         ENDDO          rhokm1(i,j)  = 0. _d 0
124        ENDDO          rhokp1(i,j)  = 0. _d 0
 C--   Set up work arrays that need valid initial values  
       DO j=1-OLy,sNy+OLy  
        DO i=1-OLx,sNx+OLx  
         wTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         fVerT(i,j,1) = 0. _d 0  
         fVerT(i,j,2) = 0. _d 0  
         fVerS(i,j,1) = 0. _d 0  
         fVerS(i,j,2) = 0. _d 0  
         fVerU(i,j,1) = 0. _d 0  
         fVerU(i,j,2) = 0. _d 0  
         fVerV(i,j,1) = 0. _d 0  
         fVerV(i,j,2) = 0. _d 0  
125         ENDDO         ENDDO
126        ENDDO        ENDDO
127    
128        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
129         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
130    
131    C--     Boundary condition on hydrostatic pressure is pH(z=0)=0
132            DO j=1-OLy,sNy+OLy
133             DO i=1-OLx,sNx+OLx
134              pH(i,j,1) = 0. _d 0
135              K13(i,j,1) = 0. _d 0
136              K23(i,j,1) = 0. _d 0
137              K33(i,j,1) = 0. _d 0
138              KapGM(i,j) = 0. _d 0
139             ENDDO
140            ENDDO
141    
142    C--     Set up work arrays that need valid initial values
143            DO j=1-OLy,sNy+OLy
144             DO i=1-OLx,sNx+OLx
145              wTrans(i,j)  = 0. _d 0
146              fVerT(i,j,1) = 0. _d 0
147              fVerT(i,j,2) = 0. _d 0
148              fVerS(i,j,1) = 0. _d 0
149              fVerS(i,j,2) = 0. _d 0
150              fVerU(i,j,1) = 0. _d 0
151              fVerU(i,j,2) = 0. _d 0
152              fVerV(i,j,1) = 0. _d 0
153              fVerV(i,j,2) = 0. _d 0
154             ENDDO
155            ENDDO
156    
157          iMin = 1-OLx+1          iMin = 1-OLx+1
158          iMax = sNx+OLx          iMax = sNx+OLx
159          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
160          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
161    
162  C--     Update fields according to tendency terms  C--     Calculate gradient of surface pressure
163            CALL GRAD_PSURF(
164         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
165         O       pSurfX,pSurfY,
166         I       myThid)
167    
168    C--     Update fields in top level according to tendency terms
169          CALL TIMESTEP(          CALL TIMESTEP(
170       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,myThid)       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,pSurfX,pSurfY,myThid)
171    
172  C--     Calculate rho with the appropriate equation of state  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1
173          CALL FIND_RHO(          CALL FIND_RHO(
174       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,myThid)       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 1, 1, 'LINEAR',
175         O     rhoKm1,
176         I     myThid )
177    C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0
178            CALL CALC_PH(
179         I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,1,rhoKm1,rhoKm1,
180         U      pH,
181         I      myThid )
182    
183            DO K=2,Nz
184    C--     Update fields in Kth level according to tendency terms
185            CALL TIMESTEP(
186         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,pSurfX,pSurfY,myThid)
187    C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K level
188            CALL FIND_RHO(
189         I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K, 'LINEAR',
190         O     rhoKm1,
191         I     myThid )
192    C--     Density of K level (below W(K)) reference to K level
193            CALL FIND_RHO(
194         I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, 'LINEAR',
195         O     rhoKp1,
196         I     myThid )
197    C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
198            CALL CALC_ISOSLOPES(
199         I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
200         I            rhoKm1, rhoKp1,
201         O            K13, K23, K33, KapGM,
202         I            myThid )
203  C--     Calculate static stability and mix where convectively unstable  C--     Calculate static stability and mix where convectively unstable
204          CALL CONVECT(          CALL CONVECT(
205       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,myThid)       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,
206         I      myTime,myIter,myThid)
207    C--     Density of K-1 level (above W(K)) reference to K-1 level
208            CALL FIND_RHO(
209         I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K-1, K-1, 'LINEAR',
210         O     rhoKm1,
211         I     myThid )
212    C--     Density of K level (below W(K)) referenced to K level
213            CALL FIND_RHO(
214         I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, 'LINEAR',
215         O     rhoKp1,
216         I     myThid )
217  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0
218          CALL CALC_PH(          CALL CALC_PH(
219       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKp1,
220       O       pH,       U      pH,
221       I       myThid )       I      myThid )
222    
223            ENDDO
224    
225          DO K = Nz, 1, -1          DO K = Nz, 1, -1
226           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)
# Line 162  C--      Get temporary terms used by ten Line 238  C--      Get temporary terms used by ten
238       I        myThid)       I        myThid)
239    
240  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  C--      Calculate accelerations in the momentum equations
241           CALL CALC_MOM_RHS(           IF ( momStepping ) THEN
242       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,            CALL CALC_MOM_RHS(
243       I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskC,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
244       I        pH,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskC,
245       U        aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,       I         pH,
246       U        fZon, fMer, fVerU, fVerV,       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,
247       I        myThid)       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,
248         I         myThid)
249             ENDIF
250    
251  C--      Calculate active tracer tendencies  C--      Calculate active tracer tendencies
252           CALL CALC_GT(           IF ( tempStepping ) THEN
253       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,            CALL CALC_GT(
254       I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
255       U        aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,
256       I        myThid)       I         K13,K23,K33,KapGM,
257         U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,
258         I         myThid)
259             ENDIF
260  Cdbg     CALL CALC_GS(  Cdbg     CALL CALC_GS(
261  Cdbg I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,  Cdbg I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
262  Cdbg I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,  Cdbg I        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,
263    Cdbg I        K13,K23,K33,KapGM,
264  Cdbg U        aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,  Cdbg U        aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,
265  Cdbg I        myThid)  Cdbg I        myThid)
266    
# Line 187  Cdbg I        myThid) Line 269  Cdbg I        myThid)
269         ENDDO         ENDDO
270        ENDDO        ENDDO
271    
272    !dbg  write(0,*) 'dynamics: pS',minval(cg2d_x),maxval(cg2d_x)
273    !dbg  write(0,*) 'dynamics: U',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
274    !dbg &                         maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
275    !dbg  write(0,*) 'dynamics: V',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
276    !dbg &                         maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
277    !dbg  write(0,*) 'dynamics: gT',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
278    !dbg &                         maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
279    !dbg  write(0,*) 'dynamics: T',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
280    !dbg &                         maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
281    !dbg  write(0,*) 'dynamics: pH',minval(pH/(Gravity*Rhonil)),
282    !dbg &                          maxval(pH/(Gravity*Rhonil))
283    
284        RETURN        RETURN
285        END        END
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