/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.20 by cnh, Mon Jun 15 05:17:42 1998 UTC revision 1.46 by adcroft, Mon Aug 30 18:25:33 1999 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    
3  #include "CPP_EEOPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
4    
5        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
6  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
# Line 20  C     | ===== Line 20  C     | =====
20  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |
21  C     |      presently being developed.                          |  C     |      presently being developed.                          |
22  C     \==========================================================/  C     \==========================================================/
23          IMPLICIT NONE
24    
25  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
26  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
# Line 27  C     == Global variables === Line 28  C     == Global variables ===
28  #include "CG2D.h"  #include "CG2D.h"
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31    #include "GRID.h"
32    #ifdef ALLOW_KPP
33    #include "KPPMIX.h"
34    #endif
35    
36  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
37  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
# Line 38  C     myThid - Thread number for this in Line 43  C     myThid - Thread number for this in
43    
44  C     == Local variables  C     == Local variables
45  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
46  C     uTrans, vTrans, wTrans - Per block temporaries holding flow transport  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
47  C     wVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              transport
48    C     rVel                     o uTrans: Zonal transport
49  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
50  C                              o wTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
51  C                              o wVel:   Vertical velocity at upper and lower  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and
52  C                                        cell faces.  C                                        lower cell faces.
53  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
54  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
55  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in
# Line 59  C                              o fVer: V Line 65  C                              o fVer: V
65  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
66  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
67  C                                      variable.  C                                      variable.
68  C     iMin, iMax - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level
69  C     jMin, jMax   are applied.  C                      below.
70    C     rhoKP1                                                                  
71    C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.
72    C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
73    C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
74    C                      pressure anomaly
75    C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
76    C                      surface height
77    C                      anomaly.
78    C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.
79    C     etaSurfY
80    C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation
81    C                      diffusion tensor.
82    C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.
83    C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
84    C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
85    C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
86    C     jMin, jMax       are applied.
87  C     bi, bj  C     bi, bj
88  C     k, kUp, kDown, kM1 - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown
89  C                          are switched with layer to be the appropriate index  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate
90  C                          into fVerTerm  C                      index into fVerTerm.
91        _RS xA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
92        _RS yA    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
93        _RL uTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
94        _RL vTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
95        _RL wTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
96        _RL wVel  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
97        _RS maskC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
98        _RS maskUp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL aTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _RL xTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL cTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102        _RL mTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
103        _RL pTerm (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
104        _RL fZon  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
105        _RL fMer  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fMer    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
106        _RL fVerT (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
107        _RL fVerS (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
108        _RL fVerU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
109        _RL fVerV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
110        _RL pH    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
111        _RL rhokm1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
112        _RL rhokp1(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
113        _RL rhok  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
114        _RL rhotmp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
115        _RL pSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
116        _RL pSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
117        _RL K13   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
118        _RL K23   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
119        _RL K33   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nz)        _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
120        _RL KapGM (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
121        _RL KappaZT(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nz)        _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
122        _RL KappaZS(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nz)        _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
123          _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
124          _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
125          _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
126          _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
127    
128    #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL
129          _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
130    #endif
131    
132        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
133        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
# Line 118  C Line 149  C
149  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
150  C       ===================  C       ===================
151  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
152  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated
153  C         w = sum_z ( div. u[n] )  C         rVel = sum_r ( div. u[n] )
154  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
155    C         b   = b(rho, theta)
156  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
157  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], w, rho, Ph, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )
158  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], w, rho, Ph, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )
159  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], w, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
160  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], w, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )
161  C  C
162  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
163  C       ================================  C       ================================
# Line 167  C     uninitialised but inert locations. Line 199  C     uninitialised but inert locations.
199          pTerm(i,j)   = 0. _d 0          pTerm(i,j)   = 0. _d 0
200          fZon(i,j)    = 0. _d 0          fZon(i,j)    = 0. _d 0
201          fMer(i,j)    = 0. _d 0          fMer(i,j)    = 0. _d 0
202          DO K=1,nZ          DO K=1,Nr
203           pH (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0
204           K13(i,j,k) = 0. _d 0           K13(i,j,k)  = 0. _d 0
205           K23(i,j,k) = 0. _d 0           K23(i,j,k)  = 0. _d 0
206           K33(i,j,k) = 0. _d 0           K33(i,j,k)  = 0. _d 0
207           KappaZT(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
208             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
209          ENDDO          ENDDO
210          rhokm1(i,j)  = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
211          rhok  (i,j)  = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
212          rhokp1(i,j)  = 0. _d 0          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0
213          rhotmp(i,j)  = 0. _d 0          rhoTMP (i,j) = 0. _d 0
214          maskC (i,j)  = 0. _d 0          buoyKM1(i,j) = 0. _d 0
215            buoyK  (i,j) = 0. _d 0
216            maskC  (i,j) = 0. _d 0
217         ENDDO         ENDDO
218        ENDDO        ENDDO
219    
220    
221        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
222         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
223    
224  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
225          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
226           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
227            wTrans(i,j)  = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
228            wVel  (i,j,1) = 0. _d 0            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0
229            wVel  (i,j,2) = 0. _d 0            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0
230            fVerT(i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
231            fVerT(i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
232            fVerS(i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
233            fVerS(i,j,2) = 0. _d 0            fVerS (i,j,2) = 0. _d 0
234            fVerU(i,j,1) = 0. _d 0            fVerU (i,j,1) = 0. _d 0
235            fVerU(i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
236            fVerV(i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
237            fVerV(i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
238            pH(i,j,1) = 0. _d 0            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0
239            K13(i,j,1) = 0. _d 0            K13   (i,j,1) = 0. _d 0
240            K23(i,j,1) = 0. _d 0            K23   (i,j,1) = 0. _d 0
241            K33(i,j,1) = 0. _d 0            K33   (i,j,1) = 0. _d 0
242            KapGM(i,j) = 0. _d 0            KapGM (i,j)   = GMkbackground
243             ENDDO
244            ENDDO
245    
246            DO k=1,Nr
247             DO j=1-OLy,sNy+OLy
248              DO i=1-OLx,sNx+OLx
249    #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL
250               ConvectCount(i,j,k) = 0.
251    #endif
252               KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
253               KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
254              ENDDO
255           ENDDO           ENDDO
256          ENDDO          ENDDO
257    
# Line 212  C--     Set up work arrays that need val Line 260  C--     Set up work arrays that need val
260          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
261          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
262    
263    
264          K = 1          K = 1
265          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nz          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
266    
267    #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
268  C--     Calculate gradient of surface pressure  C--     Calculate gradient of surface pressure
269          CALL GRAD_PSURF(          CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(
270       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
271       O       pSurfX,pSurfY,       O       etaSurfX,etaSurfY,
272       I       myThid)       I       myThid)
   
273  C--     Update fields in top level according to tendency terms  C--     Update fields in top level according to tendency terms
274          CALL CORRECTION_STEP(          CALL CORRECTION_STEP(
275       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,pSurfX,pSurfY,myThid)       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
276         I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
277    #ifdef ALLOW_OBCS
278            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )
279    #endif
280            IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
281    C--      Update fields in layer below according to tendency terms
282             CALL CORRECTION_STEP(
283         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
284         I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
285    #ifdef ALLOW_OBCS
286             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
287    #endif
288            ENDIF
289    #endif
290  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1
291    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
292          CALL FIND_RHO(          CALL FIND_RHO(
293       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,       I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
294       O     rhoKm1,       O     rhoKm1,
295       I     myThid )       I     myThid )
296    #endif
297    
298          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
299    #ifdef ALLOW_KPP
300         &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing
301    #endif
302         &     ) THEN
303  C--      Check static stability with layer below  C--      Check static stability with layer below
304  C        and mix as needed.  C--      and mix as needed.
305    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
306           CALL FIND_RHO(           CALL FIND_RHO(
307       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,
308       O      rhoKp1,       O      rhoKp1,
309       I      myThid )       I      myThid )
310    #endif
311    #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
312           CALL CONVECT(           CALL CONVECT(
313       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
314         U       ConvectCount,
315         I       myTime,myIter,myThid)
316    #endif
317    C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
318             IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(
319         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
320         U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
321       I       myTime,myIter,myThid)       I       myTime,myIter,myThid)
322  C--      Recompute density after mixing  C--      Recompute density after mixing
323    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
324           CALL FIND_RHO(           CALL FIND_RHO(
325       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
326       O      rhoKm1,       O      rhoKm1,
327       I      myThid )       I      myThid )
328    #endif
329          ENDIF          ENDIF
330    C--     Calculate buoyancy
331  C--     Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0          CALL CALC_BUOYANCY(
332          CALL CALC_PH(       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,
333       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoKm1,       O      buoyKm1,
334       U      pH,       I      myThid )
335    C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
336    C--     phiHyd(z=0)=0
337            CALL CALC_PHI_HYD(
338         I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,
339         U      phiHyd,
340       I      myThid )       I      myThid )
341    
342          DO K=2,Nz          DO K=2,Nr
343             BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr
344           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nz  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP
345             IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN
346  C--      Update fields in Kth level according to tendency terms  C--       Update fields in layer below according to tendency terms
347           CALL CORRECTION_STEP(            CALL CORRECTION_STEP(
348       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,pSurfX,pSurfY,myThid)       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,
349         I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)
350    #ifdef ALLOW_OBCS
351              IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )
352    #endif
353             ENDIF
354    #endif
355  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level
356    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
357           CALL FIND_RHO(           CALL FIND_RHO(
358       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,
359       O      rhoK,       O      rhoK,
360       I      myThid )       I      myThid )
361           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  #endif
362  C--       Check static stability with layer below           IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)
363  C         and mix as needed.  #ifdef ALLOW_KPP
364  C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level       &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing
365    #endif
366         &      ) THEN
367    C--       Check static stability with layer below and mix as needed.
368    C--       Density of K+1 level (below W(K+1)) reference to K level.
369    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
370            CALL FIND_RHO(            CALL FIND_RHO(
371       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,
372       O       rhoKp1,       O       rhoKp1,
373       I       myThid )       I       myThid )
374    #endif
375    #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL
376            CALL CONVECT(            CALL CONVECT(
377       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,
378         U        ConvectCount,
379       I        myTime,myIter,myThid)       I        myTime,myIter,myThid)
380    #endif
381    C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection
382             IF (ivdc_kappa.NE.0.) CALL CALC_IVDC(
383         I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,
384         U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
385         I       myTime,myIter,myThid)
386  C--       Recompute density after mixing  C--       Recompute density after mixing
387    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
388            CALL FIND_RHO(            CALL FIND_RHO(
389       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,
390       O       rhoK,       O       rhoK,
391       I       myThid )       I       myThid )
392    #endif
393           ENDIF           ENDIF
394  C--      Integrate hydrostatic balance for pH with BC of pH(z=0)=0  C--      Calculate buoyancy
395           CALL CALC_PH(           CALL CALC_BUOYANCY(
396       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,rhoK,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoK,
397       U       pH,       O       buoyK,
398       I       myThid )       I       myThid )
399    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
400    C--      phiHyd(z=0)=0
401             CALL CALC_PHI_HYD(
402         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyK,
403         U        phiHyd,
404         I        myThid )
405  C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
406    #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
407           CALL FIND_RHO(           CALL FIND_RHO(
408       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,
409       O      rhoTmp,       O        rhoTmp,
410       I      myThid )       I        myThid )
411    #endif
412    #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL
413           CALL CALC_ISOSLOPES(           CALL CALC_ISOSLOPES(
414       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,
415       I             rhoKm1, rhoK, rhotmp,       I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,
416       O             K13, K23, K33, KapGM,       O        K13, K23, K33, KapGM,
417       I             myThid )       I        myThid )
418    #endif
419           DO J=jMin,jMax           DO J=jMin,jMax
420            DO I=iMin,iMax            DO I=iMin,iMax
421             rhoKm1(I,J)=rhoK(I,J)  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL
422               rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)
423    #endif
424               buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)
425            ENDDO            ENDDO
426           ENDDO           ENDDO
   
427          ENDDO ! K          ENDDO ! K
428    
429          DO K = Nz, 1, -1  #ifdef ALLOW_KPP
430    C--     Compute KPP mixing coefficients
431            IF (usingKPPmixing) THEN
432             CALL TIMER_START('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'
433         I          , myThid)
434             CALL KVMIX(
435         I               bi, bj, myTime, myThid )
436             CALL TIMER_STOP ('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'
437         I        , myThid)
438            ENDIF
439    #endif
440    
441            DO K = Nr, 1, -1
442    
443           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)
444           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above
445           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer
# Line 318  C--      Calculate iso-neutral slopes fo Line 451  C--      Calculate iso-neutral slopes fo
451  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
452           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
453       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
454       O        xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,wVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,
455       I        myThid)       I        myThid)
456    #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
457  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
458           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
459       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
460       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,
461       O        KappaZT,KappaZS,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
462       I        myThid)       I        myThid)
463    #endif
464  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  C--      Calculate accelerations in the momentum equations
465           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
466            CALL CALC_MOM_RHS(            CALL CALC_MOM_RHS(
467       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,
468       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,wVel,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,
469       I         pH,       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
470       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,       U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,
471       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,       U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,
472       I         myThid)       I         myTime, myThid)
473           ENDIF           ENDIF
   
474  C--      Calculate active tracer tendencies  C--      Calculate active tracer tendencies
475           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
476            CALL CALC_GT(            CALL CALC_GT(
477       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
478       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
479       I         K13,K23,KappaZT,KapGM,       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,
480       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,
481       I         myThid)       I         myTime, myThid)
482           ENDIF           ENDIF
483           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
484            CALL CALC_GS(            CALL CALC_GS(
485       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,
486       I         xA,yA,uTrans,vTrans,wTrans,maskUp,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
487       I         K13,K23,KappaZS,KapGM,       I         K13,K23,KappaRS,KapGM,
488       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,
489       I         myThid)       I         myTime, myThid)
490           ENDIF           ENDIF
   
491  C--      Prediction step (step forward all model variables)  C--      Prediction step (step forward all model variables)
492           CALL TIMESTEP(           CALL TIMESTEP(
493       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
494       I       myThid)       I       myIter, myThid)
495    #ifdef ALLOW_OBCS
496    C--      Apply open boundary conditions
497             IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )
498    #endif
499    C--      Freeze water
500             IF (allowFreezing)
501         &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )
502  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields
503           CALL DIV_G(           CALL CALC_DIV_GHAT(
504       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,
505       I       xA,yA,       I       xA,yA,
506       I       myThid)       I       myThid)
507    
508    C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)
509    #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE
510             IF (taveFreq.GT.0.) THEN
511              CALL DO_TIME_AVERAGES(
512         I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,
513         I                           K13, K23, rVel, KapGM, ConvectCount,
514         I                           myThid )
515             ENDIF
516    #endif
517    
518    
519          ENDDO ! K          ENDDO ! K
520    
521  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
522          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
523           CALL IMPLDIFF( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,           IF (tempStepping) CALL IMPLDIFF(
524       I                  KappaZT,KappaZS,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
525       I                  myThid )       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,
526          ENDIF       U         gTNm1,
527         I         myThid )
528             IF (saltStepping) CALL IMPLDIFF(
529         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
530         I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,
531         U         gSNm1,
532         I         myThid )
533            ENDIF ! implicitDiffusion
534    C--     Implicit viscosity
535            IF (implicitViscosity) THEN
536             IF (momStepping) THEN
537              CALL IMPLDIFF(
538         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
539         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
540         U         gUNm1,
541         I         myThid )
542              CALL IMPLDIFF(
543         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
544         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
545         U         gVNm1,
546         I         myThid )
547    #ifdef INCLUDE_CD_CODE
548              CALL IMPLDIFF(
549         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
550         I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
551         U         vVelD,
552         I         myThid )
553              CALL IMPLDIFF(
554         I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
555         I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
556         U         uVelD,
557         I         myThid )
558    #endif
559             ENDIF ! momStepping
560            ENDIF ! implicitViscosity
561    
562         ENDDO         ENDDO
563        ENDDO        ENDDO
# Line 383  C--     Implicit diffusion Line 565  C--     Implicit diffusion
565  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),
566  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))  C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))
567  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),
568  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:))  C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
569  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),
570  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:))  C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)
571  C     write(0,*) 'dynamics: wVel(1) ',  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',
572  C    &            minval(wVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=wVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),
573  C    &            maxval(wVel(1:sNx,1:sNy,1))  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)
574  C     write(0,*) 'dynamics: wVel(2) ',  C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',
575  C    &            minval(wVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=wVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),  C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),
576  C    &            maxval(wVel(1:sNx,1:sNy,2))  C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)
577  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),  cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),
578  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))  cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))
579  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),  cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),
# Line 406  C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval( Line 588  C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(
588  C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
589  C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),
590  C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))
591  C     write(0,*) 'dynamics: pH ',minval(pH/(Gravity*Rhonil),mask=ph.NE.0.),  C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),
592  C    &                           maxval(pH/(Gravity*Rhonil))  C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))
593    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,
594    C    &Nr, 1, myThid )
595    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,
596    C    &Nr, 1, myThid )
597    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,
598    C    &Nr, 1, myThid )
599    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,
600    C    &Nr, 1, myThid )
601    C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,
602    C    &Nr, 1, myThid )
603    
604    
605        RETURN        RETURN
606        END        END
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