/[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 1.76 by heimbach, Mon Aug 13 18:05:26 2001 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
5    
# Line 25  C     \================================= Line 26  C     \=================================
26  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
27  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
28  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
32    #ifdef ALLOW_PASSIVE_TRACER
33    #include "TR1.h"
34    #endif
35    
36  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
37  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
38  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
39    # include "FFIELDS.h"
40    # ifdef ALLOW_KPP
41    #  include "KPP.h"
42    # endif
43    # ifdef ALLOW_GMREDI
44    #  include "GMREDI.h"
45    # endif
46  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
47    
48  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_TIMEAVE
49  # include "KPP.h"  #include "TIMEAVE_STATV.h"
50  #endif  #endif
51    
52  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
# Line 48  C     myThid - Thread number for this in Line 58  C     myThid - Thread number for this in
58        INTEGER myThid        INTEGER myThid
59    
60  C     == Local variables  C     == Local variables
61  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     maskUp                   o maskUp: land/water mask for W points
 C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  
 C                              transport  
 C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  
 C                              o vTrans: Meridional transport  
 C                              o rTrans: Vertical transport  
 C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  
 C                                        lower cell faces.  
 C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  
 C                              o maskUp: land/water mask for W points  
62  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
63  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
64  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
65  C                                      variable.  C                                      variable.
66  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above
 C                      below.  
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
67  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
68  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
69  C                      pressure anomaly  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
70  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
71  C                      surface height  C                      surface height anomaly.
72  C                      anomaly.  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
73  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
 C     etaSurfY  
 C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  
 C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  
74  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
75  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
76  C     bi, bj  C     bi, bj
77  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
78  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
79  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
80        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  C     tauAB - Adams-Bashforth timestepping weight: 0=forward ; 1/2=Adams-Bashf.
       _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)  
81        _RS maskUp  (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)  
82        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
83        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
84        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
85        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
86        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
88        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
       _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
89        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
90        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
91        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
92        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
93        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
94          _RL tauAB
95    
96  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  C This is currently used by IVDC and Diagnostics
 C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
97        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
 C #endif  
98    
99        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
100        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
# Line 120  C #endif Line 102  C #endif
102        INTEGER i, j        INTEGER i, j
103        INTEGER k, km1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
104    
105  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
106        INTEGER    isbyte  c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
107        PARAMETER( isbyte = 4 )  c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
108    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
109        INTEGER act1, act2, act3, act4  Cjmc(end)
110        INTEGER max1, max2, max3  
       INTEGER iikey, kkey  
       INTEGER maximpl  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
111  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
112  C  C
113  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 144  C       "Calculation of Gs" Line 122  C       "Calculation of Gs"
122  C       ===================  C       ===================
123  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
124  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
125  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
126  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
127  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
128  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
129  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
130  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
131  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
132  C  C
133  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
134  C       ================================  C       ================================
# Line 175  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = Line 152  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] =
152  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
153  C---  C---
154    
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 C--   dummy statement to end declaration part  
       ikey = 1  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
155  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
156  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
157  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
# Line 187  C     point numbers. This prevents spuri Line 159  C     point numbers. This prevents spuri
159  C     uninitialised but inert locations.  C     uninitialised but inert locations.
160        DO j=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
161         DO i=1-OLx,sNx+OLx         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  
162          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
163           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
164           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
165           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
166           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
# Line 201  C     uninitialised but inert locations. Line 169  C     uninitialised but inert locations.
169          ENDDO          ENDDO
170          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
171          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
172          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0          phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
173          rhoTMP (i,j) = 0. _d 0          phiSurfY(i,j) = 0. _d 0
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
174         ENDDO         ENDDO
175        ENDDO        ENDDO
176    
   
177  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
178  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
179  CHPF$ INDEPENDENT  CHPF$ INDEPENDENT
# Line 219  CHPF$ INDEPENDENT Line 183  CHPF$ INDEPENDENT
183    
184  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
185  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
186  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
187  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHyd
188  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
189  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
190  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
191    
# Line 247  CHPF$&                  ) Line 211  CHPF$&                  )
211  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
212          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
213           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
214            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
215            rVel  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
216            rVel  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
217            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,2) = 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  
   
         DO k=1,Nr  
          DO j=1-OLy,sNy+OLy  
           DO i=1-OLx,sNx+OLx  
 #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
            ConvectCount(i,j,k) = 0.  
 #endif  
            KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
            KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
           ENDDO  
218           ENDDO           ENDDO
219          ENDDO          ENDDO
220    
221          iMin = 1-OLx+1  C--     Start computation of dynamics
222          iMax = sNx+OLx          iMin = 1-OLx+2
223          jMin = 1-OLy+1          iMax = sNx+OLx-1
224          jMax = sNy+OLy          jMin = 1-OLy+2
225            jMax = sNy+OLy-1
   
 C--     Start of diagnostic loop  
         DO k=Nr,1,-1  
226    
227  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #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  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 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)  
         ENDDO  
   
 C--     Determines forcing terms based on external fields  
 C       relaxation terms, etc.  
         CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
      I             myThid )  
   
 #ifdef  ALLOW_GMREDI  
 C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
         IF (useGMRedi) THEN  
           DO k=1,Nr  
             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 )  
         ENDIF  
 #endif  /* ALLOW_KPP */  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
228  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
229  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
230    CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
231  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
232    
233    C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
234    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
235            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
236              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
237         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
238         I         etaN,
239         O         phiSurfX,phiSurfY,
240         I         myThid )                        
241            ENDIF
242    
243    C--     Start of dynamics loop
244  C--     Start of thermodynamics loop          DO k=1,Nr
         DO k=Nr,1,-1  
245    
246  C--       km1    Points to level above k (=k-1)  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
247  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
# Line 386  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p Line 251  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p
251            kup  = 1+MOD(k+1,2)            kup  = 1+MOD(k+1,2)
252            kDown= 1+MOD(k,2)            kDown= 1+MOD(k,2)
253    
           iMin = 1-OLx+2  
           iMax = sNx+OLx-1  
           jMin = 1-OLy+2  
           jMax = sNy+OLy-1  
   
254  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
255  CPatrick Is this formula correct?           kkey = (ikey-1)*Nr + k
          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  
256  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
257    
258  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
259           CALL CALC_COMMON_FACTORS (  C        phiHyd(z=0)=0
260       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,  C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
261       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,           IF (staggerTimeStep) THEN
262       I        myThid)             CALL CALC_PHI_HYD(
263         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
264         I        gTnm1, gSnm1,
265         U        phiHyd,
266         I        myThid )
267             ELSE
268               CALL CALC_PHI_HYD(
269         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
270         I        theta, salt,
271         U        phiHyd,
272         I        myThid )
273             ENDIF
274    
275  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
276  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
277           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_VISCOSITY(
278       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
279       I        maskC,maskup,       I        maskUp,
280       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRU,KappaRV,
281       I        myThid)       I        myThid)
282  #endif  #endif
283    
 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  
 #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)  
         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  
   
   
   
 C--     Start of dynamics loop  
         DO k=1,Nr  
   
 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  
   
 C--      Calculate buoyancy  
          CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, km1, km1, eosType,  
      O        rhoKm1,  
      I        myThid )  
          CALL CALC_BUOYANCY(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoKm1,  
      O        buoyKm1,  
      I        myThid )  
          CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O        rhoK,  
      I        myThid )  
          CALL CALC_BUOYANCY(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoK,  
      O        buoyK,  
      I        myThid )  
   
 C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  
 C--      phiHyd(z=0)=0  
          CALL CALC_PHI_HYD(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyK,  
      U        phiHyd,  
      I        myThid )  
   
284  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
285  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
286           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
# Line 560  C        and step forward storing the re Line 291  C        and step forward storing the re
291       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
292             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
293       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
294         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
295       I         myIter, myThid)       I         myIter, myThid)
296    
297  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
298  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
299           IF (openBoundaries) THEN           IF (useOBCS) THEN
300             CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )             CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
301           END IF           END IF
302  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
# Line 592  C--     Implicit viscosity Line 324  C--     Implicit viscosity
324          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
325  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
326            idkey = iikey + 3            idkey = iikey + 3
327    CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
328  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
329            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
330       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 600  C--     Implicit viscosity Line 333  C--     Implicit viscosity
333       I         myThid )       I         myThid )
334  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
335            idkey = iikey + 4            idkey = iikey + 4
336    CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
337  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
338            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
339       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 609  C--     Implicit viscosity Line 343  C--     Implicit viscosity
343    
344  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
345  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
346           IF (openBoundaries) THEN           IF (useOBCS) THEN
347             DO K=1,Nr             DO K=1,Nr
348               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
349             ENDDO             ENDDO
# Line 619  C--      Apply open boundary conditions Line 353  C--      Apply open boundary conditions
353  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
354  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
355            idkey = iikey + 5            idkey = iikey + 5
356    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
357  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
358            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
359       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 627  C--      Apply open boundary conditions Line 362  C--      Apply open boundary conditions
362       I         myThid )       I         myThid )
363  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
364            idkey = iikey + 6            idkey = iikey + 6
365    CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
366  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
367            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
368       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
# Line 637  C--      Apply open boundary conditions Line 373  C--      Apply open boundary conditions
373  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
374          ENDIF          ENDIF
375    
376    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
377    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
378    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
379    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
380    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
381    c       ENDIF
382    Cjmc(end)
383    
384    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
385            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
386              CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,
387         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
388              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
389                CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,
390         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
391              ENDIF
392            ENDIF
393    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
394    
395         ENDDO         ENDDO
396        ENDDO        ENDDO
397    
398        RETURN  #ifndef EXCLUDE_DEBUGMODE
399        END        If (debugMode) THEN
400           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
401           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
402  C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
403  #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
404  c        IF (taveFreq.GT.0.) THEN         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
405  c         CALL DO_TIME_AVERAGES(         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
406  c    I                           myTime, myIter, bi, bj, k, kup, kDown,         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gu,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
407  c    I                           ConvectCount,         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gv,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
408  c    I                           myThid )         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gt,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
409  c        ENDIF         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gs,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
410           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GuNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
411           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
412           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
413           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
414          ENDIF
415  #endif  #endif
416    
417          RETURN
418          END
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