/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.54.2.7 by adcroft, Tue Jan 9 21:26:07 2001 UTC revision 1.132 by heimbach, Wed May 3 23:34:41 2006 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.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    # include "MOM_FLUXFORM.h"
105    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
106    
107    C     !CALLING SEQUENCE:
108    C     DYNAMICS()
109    C      |
110    C      |-- CALC_EP_FORCING
111    C      |
112    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
113    C      |
114    C      |-- CALC_VISCOSITY
115    C      |
116    C      |-- CALC_PHI_HYD  
117    C      |
118    C      |-- MOM_FLUXFORM  
119    C      |
120    C      |-- MOM_VECINV    
121    C      |
122    C      |-- TIMESTEP      
123    C      |
124    C      |-- OBCS_APPLY_UV
125    C      |
126    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R      
127    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R      
128    C      |
129    C      |-- IMPLDIFF      
130    C      |
131    C      |-- OBCS_APPLY_UV
132    C      |
133    C      |-- CALC_GW
134    C      |
135    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
136    C      |-- DEBUG_STATS_RL
137    
138    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
139  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
140  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
141  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
# Line 47  C     myThid - Thread number for this in Line 144  C     myThid - Thread number for this in
144        INTEGER myIter        INTEGER myIter
145        INTEGER myThid        INTEGER myThid
146    
147    C     !LOCAL VARIABLES:
148  C     == Local variables  C     == Local variables
149  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
150  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
151  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
152  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
153  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
154  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
155  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C                      (=pressure/rho0) anomaly
156  C                                        lower cell faces.  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
157  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
158  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
159  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
160  C                                      is "pipelined" in the vertical  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
161  C                                      so we need an fVer for each  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
162  C                                      variable.  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
 C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level  
 C                      below.  
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
 C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  
 C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  
 C                      pressure anomaly  
 C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  
 C                      surface height  
 C                      anomaly.  
 C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  
 C     etaSurfY  
 C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  
 C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  
163  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
164  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
165  C     bi, bj  C     bi, bj
166  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
167  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
168  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)  
169        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
170        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
171        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
172        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
173        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
174        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
175        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
176        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
177        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
178        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
179        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
180        _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  
181    
182        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
183        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
184        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
185        INTEGER i, j        INTEGER i, j
186        INTEGER k, km1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
187    
188  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
189        INTEGER    isbyte        _RL tmpFac
190        PARAMETER( isbyte = 4 )  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
   
       INTEGER act1, act2, act3, act4  
       INTEGER max1, max2, max3  
       INTEGER iikey, kkey  
       INTEGER maximpl  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
191    
192    
193  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
194  C  C
195  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 144  C       "Calculation of Gs" Line 204  C       "Calculation of Gs"
204  C       ===================  C       ===================
205  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
206  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
207  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
208  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
209  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
210  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
211  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
212  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
213  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
214  C  C
215  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
216  C       ================================  C       ================================
# Line 174  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 233  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
233  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
234  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
235  C---  C---
236    CEOP
237    
238  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DEBUG
239  C--   dummy statement to end declaration part        IF ( debugLevel .GE. debLevB )
240        ikey = 1       &   CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
241  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif
   
 C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  
 C     These inital values do not alter the numerical results. They  
 C     just ensure that all memory references are to valid floating  
 C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to  
 C     uninitialised but inert locations.  
       DO j=1-OLy,sNy+OLy  
        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  
         rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhoTMP (i,j) = 0. _d 0  
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
        ENDDO  
       ENDDO  
242    
243    C-- Call to routine for calculation of
244    C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
245    C   if desired:
246    #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
247          CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
248    #endif
249    
250  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
251  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
# Line 219  CHPF$ INDEPENDENT Line 256  CHPF$ INDEPENDENT
256    
257  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
258  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
259  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
260  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHydF
261  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
262  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
263  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
264    
# Line 230  CHPF$&                  ) Line 267  CHPF$&                  )
267  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
268            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
269            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
   
270            act2 = bj - myByLo(myThid)            act2 = bj - myByLo(myThid)
271            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
   
272            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
273            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
   
274            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
275              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
           ikey = (act1 + 1) + act2*max1  
276       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
277       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
278  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
279    
280  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
281          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These inital values do not alter the numerical results. They
282           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
283            rTrans(i,j)   = 0. _d 0  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
284            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  
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
          ENDDO  
         ENDDO  
285    
286          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
287           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
288            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
289  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
290             ConvectCount(i,j,k) = 0.             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
291    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
292    cph(
293    c--   need some re-initialisation here to break dependencies
294    cph)
295               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
296               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
297  #endif  #endif
            KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
            KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
298            ENDDO            ENDDO
299           ENDDO           ENDDO
300          ENDDO          ENDDO
301            DO j=1-OLy,sNy+OLy
302          iMin = 1-OLx+1           DO i=1-OLx,sNx+OLx
303          iMax = sNx+OLx            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
304          jMin = 1-OLy+1            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
305          jMax = sNy+OLy            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
306              fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
307              phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
308  C--     Start of diagnostic loop            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
309          DO k=Nr,1,-1            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
310              dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
311  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
312  C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
313  C? Do we still need this?            guDissip(i,j)  = 0. _d 0
314           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
315    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
316    cph(
317    c--   need some re-initialisation here to break dependencies
318    cph)
319    # ifdef NONLIN_FRSURF
320    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
321              dWtransC(i,j,bi,bj)  = 0. _d 0
322              dWtransU(i,j,bi,bj)  = 0. _d 0
323              dWtransV(i,j,bi,bj)  = 0. _d 0
324    #  endif
325    # endif /* NONLIN_FRSURF */
326  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
327             ENDDO
 C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity  
           CALL INTEGRATE_FOR_W(  
      I                         bi, bj, k, uVel, vVel,  
      O                         wVel,  
      I                         myThid )  
   
 #ifdef    ALLOW_OBCS  
 C--       Calculate future values on open boundaries  
           IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef      ALLOW_NONHYDROSTATIC  
             IF (nonHydrostatic) THEN  
               CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )  
             ENDIF  
 #endif      /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */  
             CALL OBCS_CALC( bi, bj, k, myTime+deltaT, myThid )  
           ENDIF  
 #endif    /* ALLOW_OBCS */  
   
 C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral  
 C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)  
           IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN  
             CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O        rhoK,  
      I        myThid )  
             CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,  
      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  
           IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL CALC_IVDC(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I        rhoKm1, rhoK,  
 c should use sigmaR !!!  
      U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I        myTime, myIter, myThid)  
           END IF  
   
 C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)  
328          ENDDO          ENDDO
329    
330  C--     Determines forcing terms based on external fields  C--     Start computation of dynamics
331  C       relaxation terms, etc.          iMin = 0
332          CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(          iMax = sNx+1
333       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,          jMin = 0
334       I             myThid )          jMax = sNy+1
335    
336  #ifdef  ALLOW_GMREDI  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
337  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =
338          IF (useGMRedi) THEN  CADJ &     comlev1_bibj, key = idynkey, byte = isbyte
339            DO k=1,Nr  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
340              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(  
341       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
342       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
343       I             myThid )          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
344            ENDDO            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
345          ENDIF       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
346  #endif  /* ALLOW_GMREDI */       I         etaN,
347         O         phiSurfX,phiSurfY,
348  #ifdef  ALLOW_KPP       I         myThid )                        
 C--     Compute KPP mixing coefficients  
         IF (useKPP) THEN  
           CALL KPP_CALC(  
      I                  bi, bj, myTime, myThid )  
349          ENDIF          ENDIF
 #endif  /* ALLOW_KPP */  
350    
351  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
352  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
353  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
354  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  #ifdef ALLOW_KPP
355  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
356  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
357  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  #endif /* ALLOW_KPP */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
   
   
 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  
358  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
359    
 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)  
   
360  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
361  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
362           CALL CALC_DIFFUSIVITY(          DO k=1,Nr
363             CALL CALC_VISCOSITY(
364       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
365       I        maskC,maskup,       O        KappaRU,KappaRV,
      O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,  
366       I        myThid)       I        myThid)
367           ENDDO
368  #endif  #endif
369    
 C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)  
 C        and step forward storing result in gTnm1, gSnm1, etc.  
          IF ( tempStepping ) THEN  
            CALL CALC_GT(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,  
      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 (openBoundaries) THEN  
            CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )  
          END IF  
 #endif   /* ALLOW_OBCS */  
   
 C--      Freeze water  
          IF (allowFreezing) THEN  
370  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
371  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
372  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
373    CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
374    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
375  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
             CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )  
          END IF  
   
 C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)  
         ENDDO  
   
   
 #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  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          idkey = iikey + 2  
 #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 (openBoundaries) 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  
   
   
376    
377  C--     Start of dynamics loop  C--     Start of dynamics loop
378          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
# Line 517  C--       kup    Cycles through 1,2 to p Line 382  C--       kup    Cycles through 1,2 to p
382  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
383    
384            km1  = MAX(1,k-1)            km1  = MAX(1,k-1)
385              kp1  = MIN(k+1,Nr)
386            kup  = 1+MOD(k+1,2)            kup  = 1+MOD(k+1,2)
387            kDown= 1+MOD(k,2)            kDown= 1+MOD(k,2)
388    
389            iMin = 1-OLx+2  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
390            iMax = sNx+OLx-1           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
391            jMin = 1-OLy+2  c
392            jMax = sNy+OLy-1  CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
393    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
394  C--      Calculate buoyancy  CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
395           CALL FIND_RHO(  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
396       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, km1, km1, eosType,  CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
397       O        rhoKm1,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
398       I        myThid )  CADJ STORE gt(:,:,k,bi,bj)
399           CALL CALC_BUOYANCY(  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
400       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoKm1,  CADJ STORE gs(:,:,k,bi,bj)
401       O        buoyKm1,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
402       I        myThid )  # ifdef NONLIN_FRSURF
403           CALL FIND_RHO(  cph-test
404       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  CADJ STORE  phiHydC (:,:)
405       O        rhoK,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
406       I        myThid )  CADJ STORE  phiHydF (:,:)
407           CALL CALC_BUOYANCY(  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
408       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoK,  CADJ STORE  gudissip (:,:)
409       O        buoyK,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
410       I        myThid )  CADJ STORE  gvdissip (:,:)
411    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
412    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
413    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
414    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
415    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
416    CADJ STORE gu(:,:,k,bi,bj)
417    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
418    CADJ STORE gv(:,:,k,bi,bj)
419    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
420    CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)
421    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
422    CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)
423    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
424    #   ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
425    CADJ STORE dwtransc(:,:,bi,bj)
426    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
427    CADJ STORE dwtransu(:,:,bi,bj)
428    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
429    CADJ STORE dwtransv(:,:,bi,bj)
430    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
431    #   endif
432    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
433    CADJ STORE unm1(:,:,k,bi,bj)
434    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
435    CADJ STORE vnm1(:,:,k,bi,bj)
436    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
437    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
438    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
439    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
440    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
441    #  endif
442    # endif
443    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
444    
445  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
446  C--      phiHyd(z=0)=0  C        phiHyd(z=0)=0
447           CALL CALC_PHI_HYD(           IF ( implicitIntGravWave ) THEN
448       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyK,             CALL CALC_PHI_HYD(
449       U        phiHyd,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
450       I        myThid )       I        gT, gS,
451         U        phiHydF,
452         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
453         I        myTime, myIter, myThid )
454             ELSE
455               CALL CALC_PHI_HYD(
456         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
457         I        theta, salt,
458         U        phiHydF,
459         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
460         I        myTime, myIter, myThid )
461             ENDIF
462    
463  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
464  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
465           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
466             CALL CALC_MOM_RHS(             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
467    #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
468    C
469    # ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
470    #  ifdef NONLIN_FRSURF
471    #   ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
472    CADJ STORE dwtransc(:,:,bi,bj)
473    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
474    CADJ STORE dwtransu(:,:,bi,bj)
475    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
476    CADJ STORE dwtransv(:,:,bi,bj)
477    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
478    #   endif
479    #  endif
480    # endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
481    C
482                  CALL MOM_FLUXFORM(
483       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
484       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
485       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
486       I         myTime, myThid)       O         guDissip, gvDissip,
487         I         myTime, myIter, myThid)
488    #endif
489               ELSE
490    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
491    C
492    # ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
493    #  ifdef NONLIN_FRSURF
494    CADJ STORE fVerU(:,:,:)
495    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
496    CADJ STORE fVerV(:,:,:)
497    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
498    #  endif
499    # endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
500    C
501                 CALL MOM_VECINV(
502         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
503         I         KappaRU, KappaRV,
504         U         fVerU, fVerV,
505         O         guDissip, gvDissip,
506         I         myTime, myIter, myThid)
507    #endif
508               ENDIF
509    C
510             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
511       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
512       I         myIter, myThid)       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
513         I         guDissip, gvDissip,
514         I         myTime, myIter, myThid)
515    
516  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
517  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
518           IF (openBoundaries) THEN             IF (useOBCS) THEN
519             CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
520           END IF             ENDIF
521  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
522    
 #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 */  
523           ENDIF           ENDIF
524    
525    
526  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
527          ENDDO          ENDDO
528    
529    C--     Implicit Vertical advection & viscosity
530    #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && defined (ALLOW_MOM_COMMON))
531  C--     Implicit viscosity          IF ( momImplVertAdv ) THEN
532          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN            CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
533         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
534              CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
535         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
536            ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
537    #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
538            IF     ( implicitViscosity ) THEN
539    #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
540  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
541            idkey = iikey + 3  CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
542    CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
543  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
544            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
545       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
546       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU,recip_HFacW,
547       U         gUNm1,       U         gU,
548       I         myThid )       I         myThid )
549  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
550            idkey = iikey + 4  CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
551    CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
552  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
553            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
554       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
555       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV,recip_HFacS,
556       U         gVNm1,       U         gV,
557       I         myThid )       I         myThid )
558            ENDIF
559    
560  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
561  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
562           IF (openBoundaries) THEN          IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN
563             DO K=1,Nr             DO K=1,Nr
564               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
565             ENDDO             ENDDO
566           END IF          ENDIF
567  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
568    
569  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
570            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
571  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
572            idkey = iikey + 5  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
573  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
574            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
575       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
576       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
577       U         vVelD,       U         vVelD,
578       I         myThid )       I         myThid )
579  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
580            idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
581  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
582            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
583       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
584       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
585       U         uVelD,       U         uVelD,
586       I         myThid )       I         myThid )
 #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */  
 C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  
587          ENDIF          ENDIF
588    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
589    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
590    
591         ENDDO         ENDDO
592        ENDDO        ENDDO
593    
594        RETURN  #ifdef ALLOW_OBCS
595        END        IF (useOBCS) THEN
596           CALL OBCS_PRESCRIBE_EXCHANGES(myThid)
597          ENDIF
598    #endif
599    
600    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
601    
602    #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
603    C--   Step forward W field in N-H algorithm
604          IF ( nonHydrostatic ) THEN
605    #ifdef ALLOW_DEBUG
606             IF ( debugLevel .GE. debLevB )
607         &     CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
608    #endif
609             CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
610             CALL CALC_GW( myTime, myIter, myThid )
611          ENDIF
612          IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
613         &   CALL TIMESTEP_WVEL( myTime, myIter, myThid )
614          IF ( nonHydrostatic )
615         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
616    #endif
617    
618    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
619    
620    Cml(
621    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
622    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
623    C     has to be removed by something like the following subroutine:
624    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskH, maskH, rA, drF,
625    C     &                'phiHydLow', myThid )
626    Cml)
627    
628    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
629          IF ( useDiagnostics ) THEN
630    
631           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
632           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
633    
634           tmpFac = 1. _d 0
635           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
636         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
637    
638           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
639         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
640    
641          ENDIF
642    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
643          
644    #ifdef ALLOW_DEBUG
645          If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
646           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
647           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
648           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
649           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
650           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
651           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
652           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
653           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
654           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gT,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
655           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gS,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
656    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
657           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
658           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
659           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
660           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
661    #endif
662          ENDIF
663    #endif
664    
665  C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
666  #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE  C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
667  c        IF (taveFreq.GT.0.) THEN  C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
668  c         CALL DO_TIME_AVERAGES(  C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
669  c    I                           myTime, myIter, bi, bj, k, kup, kDown,        IF ( debugLevel .GT. debLevB ) THEN
670  c    I                           ConvectCount,         CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
671  c    I                           myThid )        ENDIF
 c        ENDIF  
672  #endif  #endif
673    
674    #ifdef ALLOW_DEBUG
675          IF ( debugLevel .GE. debLevB )
676         &   CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
677    #endif
678    
679          RETURN
680          END
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