/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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Diff of /MITgcm/model/src/dynamics.F

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revision 1.54.2.13 by jmc, Wed Jan 31 16:14:04 2001 UTC revision 1.153 by jmc, Thu Nov 18 00:57:24 2010 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    #ifdef ALLOW_CD_CODE
83    #include "CD_CODE_VARS.h"
84    #endif
85  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
   
86  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
87  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
88  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
89  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  # include "FFIELDS.h"
90    # include "EOS.h"
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.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.
145        _RL myTime        _RL myTime
146        INTEGER myIter        INTEGER myIter
147        INTEGER myThid        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     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
168  C                                      is "pipelined" in the vertical  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
169  C                                      so we need an fVer for each  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
170  C                                      variable.  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
171  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above  C     KappaRU    :: vertical viscosity
172  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     KappaRV    :: vertical viscosity
 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     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 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 rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
184        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
185        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
186          _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
187          _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
188          _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
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)
       _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
   
 C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  
 C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
       _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
 C #endif  
191    
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    
198  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
199        INTEGER    isbyte        LOGICAL dPhiHydDiagIsOn
200        PARAMETER( isbyte = 4 )        _RL tmpFac
201    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
202    
       INTEGER act1, act2, act3, act4  
       INTEGER max1, max2, max3  
       INTEGER iikey, kkey  
       INTEGER maximpl  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
203    
204  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
205  C  C
# Line 137  C       "Calculation of Gs" Line 215  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       physics, 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 167  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  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DEBUG
250  C--   dummy statement to end declaration part        IF (debugMode) CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
251        ikey = 1  #endif
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
252    
253  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
254  C     These inital values do not alter the numerical results. They        dPhiHydDiagIsOn = .FALSE.
255  C     just ensure that all memory references are to valid floating        IF ( useDiagnostics )
256  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to       &  dPhiHydDiagIsOn = DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Um_dPHdx', myThid )
257  C     uninitialised but inert locations.       &               .OR. DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Vm_dPHdy', myThid )
258        DO j=1-OLy,sNy+OLy  #endif
        DO i=1-OLx,sNx+OLx  
         xA(i,j)      = 0. _d 0  
         yA(i,j)      = 0. _d 0  
         uTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         vTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         DO k=1,Nr  
          phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0  
          KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
         ENDDO  
         rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhok   (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_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
268  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
# Line 208  CHPF$ INDEPENDENT Line 273  CHPF$ INDEPENDENT
273    
274  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
275  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
276  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
277  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHydF
278  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
279  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
280  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
281    
# Line 219  CHPF$&                  ) Line 284  CHPF$&                  )
284  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
285            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
286            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
   
287            act2 = bj - myByLo(myThid)            act2 = bj - myByLo(myThid)
288            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
   
289            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
290            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
   
291            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
292              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
           ikey = (act1 + 1) + act2*max1  
293       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
294       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
295  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
296    
297  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
298          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These inital values do not alter the numerical results. They
299           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
300            rTrans(i,j)   = 0. _d 0  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
301            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0  C     uninitialised but inert locations.
           rVel  (i,j,2) = 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  
          ENDDO  
         ENDDO  
302    
303    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
304          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
305           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
306            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
307  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
308             ConvectCount(i,j,k) = 0.             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
309  #endif  cph(
310             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
311             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  cph)
312               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
313               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
314            ENDDO            ENDDO
315           ENDDO           ENDDO
316          ENDDO          ENDDO
   
         iMin = 1-OLx+1  
         iMax = sNx+OLx  
         jMin = 1-OLy+1  
         jMax = sNy+OLy  
   
   
 C--     Start of diagnostic loop  
         DO k=Nr,1,-1  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?  
 C? Do we still need this?  
          kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1  
317  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
318            DO j=1-OLy,sNy+OLy
319  C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity           DO i=1-OLx,sNx+OLx
320            CALL INTEGRATE_FOR_W(            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
321       I                         bi, bj, k, uVel, vVel,            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
322       O                         wVel,            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
323       I                         myThid )            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
324              phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
325  #ifdef    ALLOW_OBCS            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
326  #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC  #ifndef INCLUDE_PHIHYD_CALCULATION_CODE
327  C--       Calculate future values on open boundaries            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
328            IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
329              CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )  #endif
330            ENDIF            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
331  #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
332  #endif    /* ALLOW_OBCS */            guDissip(i,j)  = 0. _d 0
333              gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
334  C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
335  C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)            phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
336  c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN  # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
337            IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN  #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
338              CALL FIND_RHO(            dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
339       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,            dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
340       I        theta, salt,            dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
341       O        rhoK,  #  endif
342       I        myThid )  # endif
343              IF (k.GT.1) CALL FIND_RHO(  #endif
344       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,           ENDDO
      I        theta, salt,  
      O        rhoKm1,  
      I        myThid )  
             CALL GRAD_SIGMA(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I             rhoK, rhoKm1, rhoK,  
      O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
           ENDIF  
   
 C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection  
 c ==> should use sigmaR !!!  
           IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL CALC_IVDC(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I        rhoKm1, rhoK,  
      U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I        myTime, myIter, myThid)  
           END IF  
   
 C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)  
345          ENDDO          ENDDO
346    
347  #ifdef  ALLOW_OBCS  C--     Start computation of dynamics
348  C--     Calculate future values on open boundaries          iMin = 0
349          IF (useOBCS) THEN          iMax = sNx+1
350            CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,          jMin = 0
351       I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,          jMax = sNy+1
352       I            myThid )  
353          ENDIF  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
354  #endif  /* ALLOW_OBCS */  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =
355    CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
356  C--     Determines forcing terms based on external fields  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
357  C       relaxation terms, etc.  
358          CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
359       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
360       I             myThid )          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
361              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
362  #ifdef  ALLOW_GMREDI       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
363  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation       I         etaN,
364          IF (useGMRedi) THEN       O         phiSurfX,phiSurfY,
365            DO k=1,Nr       I         myThid )
             CALL GMREDI_CALC_TENSOR(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
           ENDDO  
         ENDIF  
 #endif  /* ALLOW_GMREDI */  
   
 #ifdef  ALLOW_KPP  
 C--     Compute KPP mixing coefficients  
         IF (useKPP) THEN  
           CALL KPP_CALC(  
      I                  bi, bj, myTime, myThid )  
366          ENDIF          ENDIF
 #endif  /* ALLOW_KPP */  
367    
368  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
369  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
370  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
371  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  #ifdef ALLOW_KPP
372  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
373  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
374  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  #endif /* ALLOW_KPP */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #ifdef ALLOW_AIM  
 C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.  
 C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics  
         IF ( useAIM ) THEN  
          CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)  
          CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, myTime, myThid )  
          CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)  
         ENDIF  
 #endif /* ALLOW_AIM */  
   
   
 C--     Start of thermodynamics loop  
         DO k=Nr,1,-1  
   
 C--       km1    Points to level above k (=k-1)  
 C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above  
 C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer  
   
           km1  = MAX(1,k-1)  
           kup  = 1+MOD(k+1,2)  
           kDown= 1+MOD(k,2)  
   
           iMin = 1-OLx+2  
           iMax = sNx+OLx-1  
           jMin = 1-OLy+2  
           jMax = sNy+OLy-1  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CPatrick Is this formula correct?  
          kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1  
 CADJ STORE rvel  (:,:,kDown) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
375  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
376    
 C--      Get temporary terms used by tendency routines  
          CALL CALC_COMMON_FACTORS (  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,  
      O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,  
      I        myThid)  
   
377  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
378  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--     Calculate the total vertical viscosity
379           CALL CALC_DIFFUSIVITY(          CALL CALC_VISCOSITY(
380       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
381       I        maskC,maskup,       O            KappaRU, KappaRV,
382       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       I            myThid )
383       I        myThid)  #else
384  #endif          DO k=1,Nr
385             DO j=1-OLy,sNy+OLy
386  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)            DO i=1-OLx,sNx+OLx
387  C        and step forward storing result in gTnm1, gSnm1, etc.             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
388           IF ( tempStepping ) THEN             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
389             CALL CALC_GT(            ENDDO
390       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,           ENDDO
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,  
      I         KappaRT,  
      U         fVerT,  
      I         myTime, myThid)  
            CALL TIMESTEP_TRACER(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I         theta, gT,  
      U         gTnm1,  
      I         myIter, myThid)  
          ENDIF  
          IF ( saltStepping ) THEN  
            CALL CALC_GS(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,  
      I         KappaRS,  
      U         fVerS,  
      I         myTime, myThid)  
            CALL TIMESTEP_TRACER(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I         salt, gS,  
      U         gSnm1,  
      I         myIter, myThid)  
          ENDIF  
   
 #ifdef   ALLOW_OBCS  
 C--      Apply open boundary conditions  
          IF (useOBCS) THEN  
            CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )  
          END IF  
 #endif   /* ALLOW_OBCS */  
   
 C--      Freeze water  
          IF (allowFreezing) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )  
          END IF  
   
 C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)  
391          ENDDO          ENDDO
392    #endif
393    
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CPatrick? What about this one?  
            maximpl = 6  
            iikey = (ikey-1)*maximpl  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 C--     Implicit diffusion  
         IF (implicitDiffusion) THEN  
   
           IF (tempStepping) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
             idkey = iikey + 1  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL IMPLDIFF(  
      I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
      I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,  
      U         gTNm1,  
      I         myThid )  
          ENDIF  
   
          IF (saltStepping) THEN  
394  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
395           idkey = iikey + 2  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
396    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
397    CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
398    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
399  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
             CALL IMPLDIFF(  
      I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
      I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,  
      U         gSNm1,  
      I         myThid )  
          ENDIF  
   
 #ifdef   ALLOW_OBCS  
 C--      Apply open boundary conditions  
          IF (useOBCS) THEN  
            DO K=1,Nr  
              CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )  
            ENDDO  
          END IF  
 #endif   /* ALLOW_OBCS */  
   
 C--     End If implicitDiffusion  
         ENDIF  
   
   
400    
401  C--     Start of dynamics loop  C--     Start of dynamics loop
402          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
# Line 523  C--       kup    Cycles through 1,2 to p Line 406  C--       kup    Cycles through 1,2 to p
406  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
407    
408            km1  = MAX(1,k-1)            km1  = MAX(1,k-1)
409              kp1  = MIN(k+1,Nr)
410            kup  = 1+MOD(k+1,2)            kup  = 1+MOD(k+1,2)
411            kDown= 1+MOD(k,2)            kDown= 1+MOD(k,2)
412    
413            iMin = 1-OLx+2  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
414            iMax = sNx+OLx-1           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
415            jMin = 1-OLy+2  c
416            jMax = sNy+OLy-1  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
417    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
418    CADJ STORE phihydlow (:,:,bi,bj)
419    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
420    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
421    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
422    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
423    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
424    CADJ STORE gt(:,:,k,bi,bj)
425    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
426    CADJ STORE gs(:,:,k,bi,bj)
427    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
428    # ifdef NONLIN_FRSURF
429    cph-test
430    CADJ STORE  phiHydC (:,:)
431    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
432    CADJ STORE  phiHydF (:,:)
433    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
434    CADJ STORE  gudissip (:,:)
435    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
436    CADJ STORE  gvdissip (:,:)
437    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
438    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
439    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
440    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
441    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
442    CADJ STORE gu(:,:,k,bi,bj)
443    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
444    CADJ STORE gv(:,:,k,bi,bj)
445    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
446    #  ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
447    CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)
448    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
449    CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)
450    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
451    #  else
452    CADJ STORE gunm(:,:,k,bi,bj,1)
453    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
454    CADJ STORE gunm(:,:,k,bi,bj,2)
455    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
456    CADJ STORE gvnm(:,:,k,bi,bj,1)
457    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
458    CADJ STORE gvnm(:,:,k,bi,bj,2)
459    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
460    #  endif
461    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
462    CADJ STORE unm1(:,:,k,bi,bj)
463    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
464    CADJ STORE vnm1(:,:,k,bi,bj)
465    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
466    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
467    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
468    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
469    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
470    #  endif
471    # endif
472    # ifdef ALLOW_DEPTH_CONTROL
473    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
474    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
475    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
476    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
477    # endif
478    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
479    
480  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
481  C        phiHyd(z=0)=0  C        phiHyd(z=0)=0
482  C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping           IF ( implicitIntGravWave ) THEN
          IF (staggerTimeStep) THEN  
483             CALL CALC_PHI_HYD(             CALL CALC_PHI_HYD(
484       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
485       I        gTnm1, gSnm1,       I        gT, gS,
486       U        phiHyd,       U        phiHydF,
487       I        myThid )       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
488         I        myTime, myIter, myThid )
489           ELSE           ELSE
490             CALL CALC_PHI_HYD(             CALL CALC_PHI_HYD(
491       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
492       I        theta, salt,       I        theta, salt,
493       U        phiHyd,       U        phiHydF,
494       I        myThid )       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
495         I        myTime, myIter, myThid )
496           ENDIF           ENDIF
497    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
498             IF ( dPhiHydDiagIsOn ) THEN
499               tmpFac = -1. _d 0
500               CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydX, tmpFac, 1,
501         &                           'Um_dPHdx', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
502               CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydY, tmpFac, 1,
503         &                           'Vm_dPHdy', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
504             ENDIF
505    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
506    
507  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
508  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
509           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
510             CALL CALC_MOM_RHS(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
511    # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
512    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
513    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
514    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
515    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
516    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
517    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
518    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
519    #  endif
520    # endif
521    #endif
522               IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
523    #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
524    C
525                  CALL MOM_FLUXFORM(
526         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
527         I         KappaRU, KappaRV,
528         U         fVerU, fVerV,
529         O         guDissip, gvDissip,
530         I         myTime, myIter, myThid)
531    #endif
532               ELSE
533    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
534    C
535    # ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
536    #  ifdef NONLIN_FRSURF
537    CADJ STORE fVerU(:,:,:)
538    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
539    CADJ STORE fVerV(:,:,:)
540    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
541    #  endif
542    # endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
543    C
544                 CALL MOM_VECINV(
545       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
546       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
547       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
548       I         myTime, myThid)       O         guDissip, gvDissip,
549         I         myTime, myIter, myThid)
550    #endif
551               ENDIF
552    C
553             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
554       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,phiHyd,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
555       I         myIter, myThid)       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
556         I         guDissip, gvDissip,
557         I         myTime, myIter, myThid)
558    
559  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
560  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
561           IF (useOBCS) THEN  c          IF (useOBCS) THEN
562             CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )  c            CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
563           END IF  c          ENDIF
564  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
565    
 #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 #ifdef   INCLUDE_CD_CODE  
          ELSE  
            DO j=1-OLy,sNy+OLy  
              DO i=1-OLx,sNx+OLx  
                guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
              END DO  
            END DO  
 #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */  
 #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
566           ENDIF           ENDIF
567    
   
568  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
569          ENDDO          ENDDO
570    
571    C--     Implicit Vertical advection & viscosity
572    #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && \
573  C--     Implicit viscosity       defined (ALLOW_MOM_COMMON) && !(defined ALLOW_AUTODIFF_TAMC))
574          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN          IF ( momImplVertAdv ) THEN
575              CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
576         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
577              CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
578         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
579            ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
580    #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
581            IF     ( implicitViscosity ) THEN
582    #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
583  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
584            idkey = iikey + 3  CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
585    CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
586  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
587            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
588       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
589       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU,recip_HFacW,
590       U         gUNm1,       U         gU,
591       I         myThid )       I         myThid )
592  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
593            idkey = iikey + 4  CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
594    CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
595  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
596            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
597       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
598       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV,recip_HFacS,
599       U         gVNm1,       U         gV,
600       I         myThid )       I         myThid )
601            ENDIF
602    
603  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
604  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
605           IF (useOBCS) THEN  c       IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN
606             DO K=1,Nr  c          DO K=1,Nr
607               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )  c            CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
608             ENDDO  c          ENDDO
609           END IF          IF ( useOBCS ) THEN
610              CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, 0, gU, gV, myThid )
611            ENDIF
612  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
613    
614  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
615            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
616  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
617            idkey = iikey + 5  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
618  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
619            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
620       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
621       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
622       U         vVelD,       U         vVelD,
623       I         myThid )       I         myThid )
624  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
625            idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
626  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
627            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
628       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
629       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
630       U         uVelD,       U         uVelD,
631       I         myThid )       I         myThid )
 #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */  
 C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  
632          ENDIF          ENDIF
633    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
634    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
635    
636    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
637    
638    #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
639    C--   Step forward W field in N-H algorithm
640            IF ( nonHydrostatic ) THEN
641    #ifdef ALLOW_DEBUG
642             IF (debugMode) CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
643    #endif
644             CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
645             CALL CALC_GW(
646         I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
647         I                 myTime, myIter, myThid )
648            ENDIF
649            IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
650         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
651            IF ( nonHydrostatic )
652         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
653    #endif
654    
655    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
656    
657    C-    end of bi,bj loops
658         ENDDO         ENDDO
659        ENDDO        ENDDO
660    
661        RETURN  #ifdef ALLOW_OBCS
662        END        IF (useOBCS) THEN
663           CALL OBCS_PRESCRIBE_EXCHANGES(myThid)
664          ENDIF
665    #endif
666    
667    Cml(
668    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
669    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
670    C     has to be removed by something like the following subroutine:
671    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskInC, maskInC, rA, drF,
672    C     &                     'phiHydLow', myTime, myThid )
673    Cml)
674    
675    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
676          IF ( useDiagnostics ) THEN
677    
678           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
679           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
680    
681           tmpFac = 1. _d 0
682           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
683         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
684    
685           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
686         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
687    
688          ENDIF
689    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
690    
691    #ifdef ALLOW_DEBUG
692          IF ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
693           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
694           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
695           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
696           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
697           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
698           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
699           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
700           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
701           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gT,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
702           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gS,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
703    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
704           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
705           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
706           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
707           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
708    #endif
709          ENDIF
710    #endif
711    
712  C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
713  #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE  C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
714  c        IF (taveFreq.GT.0.) THEN  C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
715  c         CALL DO_TIME_AVERAGES(  C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
716  c    I                           myTime, myIter, bi, bj, k, kup, kDown,        IF ( debugLevel .GT. debLevB ) THEN
717  c    I                           ConvectCount,         CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
718  c    I                           myThid )        ENDIF
 c        ENDIF  
719  #endif  #endif
720    
721    #ifdef ALLOW_DEBUG
722          IF (debugMode) CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
723    #endif
724    
725          RETURN
726          END
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