/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.56 by heimbach, Mon Jan 29 20:05:46 2001 UTC revision 1.165 by jmc, Sat Aug 3 01:38:17 2013 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"
 #include "DYNVARS.h"  
81  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
82    #include "DYNVARS.h"
83    #ifdef ALLOW_CD_CODE
84    # include "CD_CODE_VARS.h"
85    #endif
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  # include "FFIELDS.h"  # 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_GMREDI  # ifdef ALLOW_PTRACERS
95  #  include "GMREDI.h"  #  include "PTRACERS_SIZE.h"
96    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
97    # endif
98    # ifdef ALLOW_OBCS
99    #  include "OBCS_PARAMS.h"
100    #  include "OBCS_FIELDS.h"
101    #  ifdef ALLOW_PTRACERS
102    #   include "OBCS_PTRACERS.h"
103    #  endif
104    # endif
105    # ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
106    #  include "MOM_FLUXFORM.h"
107  # endif  # endif
108  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
109    
110    C     !CALLING SEQUENCE:
111    C     DYNAMICS()
112    C      |
113    C      |-- CALC_EP_FORCING
114    C      |
115    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
116    C      |
117    C      |-- CALC_VISCOSITY
118    C      |
119    C      |-- CALC_PHI_HYD
120    C      |
121    C      |-- MOM_FLUXFORM
122    C      |
123    C      |-- MOM_VECINV
124    C      |
125    C      |-- TIMESTEP
126    C      |
127    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
128    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
129    C      |
130    C      |-- IMPLDIFF
131    C      |
132    C      |-- OBCS_APPLY_UV
133    C      |
134    C      |-- CALC_GW
135    C      |
136    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
137    C      |-- DEBUG_STATS_RL
138    
139    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
140  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
141  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
142  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
143  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
144        _RL myTime        _RL myTime
145        INTEGER myIter        INTEGER myIter
146        INTEGER myThid        INTEGER myThid
147    
148    C     !FUNCTIONS:
149    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
150          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
151          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
152    #endif
153    
154    C     !LOCAL VARIABLES:
155  C     == Local variables  C     == Local variables
156  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
157  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
158  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
159  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
160  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
161  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
162  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C                      (=pressure/rho0) anomaly
163  C                                        lower cell faces.  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
164  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
165  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
166  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
167  C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
168  C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
169  C                              o xTerm: Mixing term  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
170  C                              o cTerm: Coriolis term  C     KappaRU    :: vertical viscosity for velocity U-component
171  C                              o mTerm: Metric term  C     KappaRV    :: vertical viscosity for velocity V-component
172  C                              o pTerm: Pressure term  C     iMin, iMax :: Ranges and sub-block indices on which calculations
173  C                              o fZon: Zonal flux term  C     jMin, jMax    are applied.
174  C                              o fMer: Meridional flux term  C     bi, bj     :: tile indices
175  C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     k          :: current level index
176  C                                      is "pipelined" in the vertical  C     km1, kp1   :: index of level above (k-1) and below (k+1)
177  C                                      so we need an fVer for each  C     kUp, kDown :: Index for interface above and below. kUp and kDown are
178  C                                      variable.  C                   are switched with k to be the appropriate index into fVerU,V
 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).  
 C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  
 C     jMin, jMax       are applied.  
 C     bi, bj  
 C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown  
 C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate  
 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 aTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL xTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL cTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL mTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL pTerm   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fZon    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fMer    (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 rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
184        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
185        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
186        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
187        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
188        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
189        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL KappaRU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
190        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
       _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  
       _RL KappaRU (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
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
       INTEGER    isbyte  
       PARAMETER( isbyte = 4 )  
197    
198        INTEGER act1, act2, act3, act4  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
199        INTEGER max1, max2, max3        LOGICAL dPhiHydDiagIsOn
200        INTEGER iikey, kkey        _RL tmpFac
201        INTEGER maximpl  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
202    
203  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
204  C  C
# Line 166  C       "Calculation of Gs" Line 214  C       "Calculation of Gs"
214  C       ===================  C       ===================
215  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
216  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
217  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
218  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
219  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
220  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
221  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
222  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
223  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
224  C  C
225  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
226  C       ================================  C       ================================
# Line 196  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 243  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
243  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
244  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
245  C---  C---
246    CEOP
247    
248  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DEBUG
249  C--   dummy statement to end declaration part        IF (debugMode) CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
250        ikey = 1  #endif
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
251    
252    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
253          dPhiHydDiagIsOn = .FALSE.
254          IF ( useDiagnostics )
255         &  dPhiHydDiagIsOn = DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Um_dPHdx', myThid )
256         &               .OR. DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Vm_dPHdy', myThid )
257    #endif
258    
259  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C-- Call to routine for calculation of Eliassen-Palm-flux-forced
260  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C    U-tendency, if desired:
261  C     just ensure that all memory references are to valid floating  #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
262  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to        CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
263  C     uninitialised but inert locations.  #endif
       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  
         aTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         xTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         cTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         mTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         pTerm(i,j)   = 0. _d 0  
         fZon(i,j)    = 0. _d 0  
         fMer(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  
264    
265    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_MONITOR_DIAG
266          CALL DUMMY_IN_DYNAMICS( myTime, myIter, myThid )
267    #endif
268    
269  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
270  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
# Line 249  CHPF$ INDEPENDENT Line 275  CHPF$ INDEPENDENT
275    
276  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
277  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
278  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
279  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHydF
280  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
281  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
282  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
283    
# Line 260  CHPF$&                  ) Line 286  CHPF$&                  )
286  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
287            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
288            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
   
289            act2 = bj - myByLo(myThid)            act2 = bj - myByLo(myThid)
290            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
   
291            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
292            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
   
293            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
294              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
           ikey = (act1 + 1) + act2*max1  
295       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
296       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
297  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
298    
299  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
300          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These initial values do not alter the numerical results. They
301           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
302            rTrans(i,j)   = 0. _d 0  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
303            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  
304    
305    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
306          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
307           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
308            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
309  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  cph(
310             ConvectCount(i,j,k) = 0.  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
311  #endif  cph)
312             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0             gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
313             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0             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  
   
         k = 1  
         BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  
   
 #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  
 C--     Calculate gradient of surface pressure  
         CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,  
      O       etaSurfX,etaSurfY,  
      I       myThid)  
 C--     Update fields in top level according to tendency terms  
         CALL CORRECTION_STEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
            CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k, myThid )  
         END IF  
 #endif  
   
         IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--      Update fields in layer below according to tendency terms  
          CALL CORRECTION_STEP(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,  
      I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
          IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )  
          END IF  
 #endif  
         ENDIF  
 #endif  
   
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 #endif  
   
         IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) THEN  
   
 C--      Check static stability with layer below  
 C--      and mix as needed.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k+1, k, eosType,  
      O      rhoKp1,  
      I      myThid )  
 #endif  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
   
          CALL CONVECT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
          ENDIF  
   
 C--      Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O      rhoKm1,  
      I      myThid )  
 #endif  
         ENDIF  
   
 C--     Calculate buoyancy  
         CALL CALC_BUOYANCY(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoKm1,  
      O      buoyKm1,  
      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,buoyKm1,  
      U      phiHyd,  
      I      myThid )  
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
         IF ( useGMRedi ) THEN  
         CALL GRAD_SIGMA(  
      I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I            rhoKm1, rhoKm1, rhoKm1,  
      O            sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I            myThid )  
         ELSE  
          DO j=1-OLy,sNy+OLy  
           DO i=1-OLx,sNx+OLx  
            sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
            sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
            sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
           ENDDO  
          ENDDO  
         ENDIF  
 #endif  
   
 C--     Start of downward loop  
         DO k=2,Nr  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
          BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  
   
 #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  
          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--       Update fields in layer below according to tendency terms  
           CALL CORRECTION_STEP(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,  
      I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
           IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
              CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )  
           END IF  
 #endif  
          ENDIF  
 #endif /* DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP */  
   
 C--      Density of k level (below W(k)) reference to k level  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k, k, eosType,  
      O      rhoK,  
      I      myThid )  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 cph(   storing not necessary  
 cphCADJ STORE rhoK(:,:)  = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 cph)  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
 #endif  
   
          IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) THEN  
   
 C--       Check static stability with layer below and mix as needed.  
 C--       Density of k+1 level (below W(k+1)) reference to k level.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k+1, k, eosType,  
      O       rhoKp1,  
      I       myThid )  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
 #endif  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
           CALL CONVECT(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoK,rhoKp1,  
      U        ConvectCount,  
      I        myTime,myIter,myThid)  
   
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
          END IF  
   
 C--       Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
317  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
318            CALL FIND_RHO(          DO j=1-OLy,sNy+OLy
319       I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,           DO i=1-OLx,sNx+OLx
320       O       rhoK,            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
321       I       myThid )            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
322  #endif            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
323              fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
324  C--            IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) ends here            phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
325           ENDIF            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
326    #ifndef INCLUDE_PHIHYD_CALCULATION_CODE
327  C--      Calculate buoyancy            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
328           CALL CALC_BUOYANCY(            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
329       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoK,  #endif
330       O       buoyK,            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
331       I       myThid )            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
332              guDissip(i,j)  = 0. _d 0
333  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
334  C--      phiHyd(z=0)=0  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
335           CALL CALC_PHI_HYD(            phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
336       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyK,  # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
337       U        phiHyd,  #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
338       I        myThid )  #   ifndef ALLOW_AUTODIFF_OPENAD
339              dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
340  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL            dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
341  C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation            dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
342    #   endif
343  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #  endif
344  CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  # endif
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
          CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,  
      O        rhoTmp,  
      I        myThid )  
 #endif  
   
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
          IF ( useGMRedi ) THEN  
          CALL GRAD_SIGMA(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I             rhoK, rhotmp, rhoK,  
      O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
          ELSE  
           DO j=1-OLy,sNy+OLy  
            DO i=1-OLx,sNx+OLx  
             sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
             sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
             sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
            ENDDO  
           ENDDO  
          ENDIF  
 #endif  
   
          DO J=jMin,jMax  
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
345  #endif  #endif
            buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  
           ENDDO  
346           ENDDO           ENDDO
   
 C--     end of k loop  
347          ENDDO          ENDDO
348    
349  C     Determines forcing terms based on external fields  C--     Start computation of dynamics
350  C     relaxation terms, etc.          iMin = 0
351        CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(          iMax = sNx+1
352       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,          jMin = 0
353       I             myThid )          jMax = sNy+1
354    
355  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
356    CADJ STORE wVel (:,:,:,bi,bj) =
357  CADJ STORE surfacetendencyu(:,:,bi,bj)  CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
358  CADJ &   , surfacetendencyv(:,:,bi,bj)  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
359  CADJ &   , surfacetendencys(:,:,bi,bj)  
360  CADJ &   , surfacetendencyt(:,:,bi,bj)  C--     Explicit part of the Surface Potential Gradient (add in TIMESTEP)
361  CADJ &                        = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
362            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
363  # ifdef ALLOW_GMREDI            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
364  CADJ STORE sigmaX(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
365  CADJ STORE sigmaY(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte       I         etaN,
366  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte       O         phiSurfX,phiSurfY,
367  # endif /* ALLOW_GMREDI */       I         myThid )
   
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
         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  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
         ELSE  
           DO k=1, Nr  
             CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
           ENDDO  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
368          ENDIF          ENDIF
 #endif  
369    
370  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
371  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE uVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
372  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE vVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
 C-- R.G. We need to define a new tape since Kw use mythid instead of bi,bj  
 CADJ STORE Kwx(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE Kwy(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE Kwz(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 #endif  
   
 CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 =======  
 C-- R.G. We need to define a new tape since Kw use mythid instead of bi,bj  
 CADJ STORE Kwx(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE Kwy(:,:,:,myThid)  = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE Kwz(:,:,:,myThid)  = 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  
 CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
   
 C--     dummy initialization to break data flow because  
 C--     calc_div_ghat has a condition for initialization  
         DO J=jMin,jMax  
            DO I=iMin,iMax  
               cg2d_b(i,j,bi,bj) = 0.0  
            ENDDO  
         ENDDO  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
373  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_KPP
374  C--   Compute KPP mixing coefficients  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
375          IF (useKPP) THEN  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
376    #endif /* ALLOW_KPP */
377            CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
           CALL KPP_CALC(  
      I                  bi, bj, myTime, myThid )  
           CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
378    
379  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #if (defined INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL) && !(defined ALLOW_AUTODIFF)
380          ELSE          IF ( .NOT.momViscosity ) THEN
381            DO j=1-OLy,sNy+OLy  #endif /* INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL and not ALLOW_AUTODIFF */
382              DO k=1,Nr
383               DO j=1-OLy,sNy+OLy
384              DO i=1-OLx,sNx+OLx              DO i=1-OLx,sNx+OLx
385                KPPhbl (i,j,bi,bj) = 1.0               KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
386                KPPfrac(i,j,bi,bj) = 0.0               KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
               DO k = 1,Nr  
                  KPPghat   (i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                  KPPviscAz (i,j,k,bi,bj) = viscAz  
                  KPPdiffKzT(i,j,k,bi,bj) = diffKzT  
                  KPPdiffKzS(i,j,k,bi,bj) = diffKzS  
               ENDDO  
387              ENDDO              ENDDO
388               ENDDO
389            ENDDO            ENDDO
390  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #ifdef INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
391    C--     Calculate the total vertical viscosity
392    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
393            IF ( momViscosity ) THEN
394    #else
395            ELSE
396    #endif
397              CALL CALC_VISCOSITY(
398         I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
399         O            KappaRU, KappaRV,
400         I            myThid )
401          ENDIF          ENDIF
402    #endif /* INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL */
403    
404  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
405  CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
406  CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
407  CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)  CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
408  CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)  
 CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
409  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
410    
411  #endif /* ALLOW_KPP */  #ifdef ALLOW_OBCS
412    C--   For Stevens boundary conditions velocities need to be extrapolated
413    C     (copied) to a narrow strip outside the domain
414            IF ( useOBCS ) THEN
415              CALL OBCS_COPY_UV_N(
416         U         uVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
417         U         vVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
418         I         Nr, bi, bj, myThid )
419            ENDIF
420    #endif /* ALLOW_OBCS */
421    
422  C--     Start of upward loop  C--     Start of dynamics loop
423          DO k = Nr, 1, -1          DO k=1,Nr
424    
425  C--      km1    Points to level above k (=k-1)  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
426  C--      kup    Cycles through 1,2 to point to layer above  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
427  C--      kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
428    
429           km1  =max(1,k-1)            km1  = MAX(1,k-1)
430           kup  =1+MOD(k+1,2)            kp1  = MIN(k+1,Nr)
431           kDown=1+MOD(k,2)            kup  = 1+MOD(k+1,2)
432              kDown= 1+MOD(k,2)
433           iMin = 1-OLx+2  
434           iMax = sNx+OLx-1  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
435           jMin = 1-OLy+2           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
436           jMax = sNy+OLy-1  c
437    CADJ STORE totPhiHyd (:,:,k,bi,bj)
438  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
439           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1  CADJ STORE phiHydLow (:,:,bi,bj)
440  CADJ STORE rvel  (:,:,kdown)  = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
441  CADJ STORE rTrans(:,:)        = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
442  CADJ STORE KappaRT(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
443  CADJ STORE KappaRS(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
444    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
445    CADJ STORE gT(:,:,k,bi,bj)
446    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
447    CADJ STORE gS(:,:,k,bi,bj)
448    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
449    # ifdef NONLIN_FRSURF
450    cph-test
451    CADJ STORE  phiHydC (:,:)
452    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
453    CADJ STORE  phiHydF (:,:)
454    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
455    CADJ STORE  guDissip (:,:)
456    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
457    CADJ STORE  gvDissip (:,:)
458    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
459    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
460    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
461    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
462    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
463    CADJ STORE gU(:,:,k,bi,bj)
464    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
465    CADJ STORE gV(:,:,k,bi,bj)
466    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
467    #  ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
468    CADJ STORE guNm1(:,:,k,bi,bj)
469    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
470    CADJ STORE gvNm1(:,:,k,bi,bj)
471    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
472    #  else
473    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,1)
474    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
475    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,2)
476    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
477    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,1)
478    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
479    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,2)
480    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
481    #  endif
482    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
483    CADJ STORE uNM1(:,:,k,bi,bj)
484    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
485    CADJ STORE vNM1(:,:,k,bi,bj)
486    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
487    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
488    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
489    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
490    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
491    #  endif
492    # endif
493    # ifdef ALLOW_DEPTH_CONTROL
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 */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
500    
501  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of phiHyd(z=0)=0
502           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           IF ( implicitIntGravWave ) THEN
503       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,             CALL CALC_PHI_HYD(
      O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,  
      I        myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
          CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, k, kup, rTrans, rVel, myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
   
 #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  
 C--      Calculate the total vertical diffusivity  
          CALL CALC_DIFFUSIVITY(  
504       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
505       I        maskC,maskUp,       I        gT, gS,
506       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       U        phiHydF,
507       I        myThid)       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
508  #endif       I        myTime, myIter, myThid )
 C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
          IF ( momStepping ) THEN  
           CALL CALC_MOM_RHS(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,  
      I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,  
      U         aTerm,xTerm,cTerm,mTerm,pTerm,  
      U         fZon, fMer, fVerU, fVerV,  
      I         myTime, myThid)  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 #ifdef INCLUDE_CD_CODE  
509           ELSE           ELSE
510              DO j=1-OLy,sNy+OLy             CALL CALC_PHI_HYD(
511                 DO i=1-OLx,sNx+OLx       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
512                    guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0       I        theta, salt,
513                    gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0       U        phiHydF,
514                 END DO       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
515              END DO       I        myTime, myIter, myThid )
 #endif  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
          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         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,  
      I         myTime, myThid)  
516           ENDIF           ENDIF
517           IF ( saltStepping ) THEN  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
518            CALL CALC_GS(           IF ( dPhiHydDiagIsOn ) THEN
519       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,             tmpFac = -1. _d 0
520       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydX, tmpFac, 1,
521       I         KappaRS,       &                           'Um_dPHdx', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
522       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydY, tmpFac, 1,
523       I         myTime, myThid)       &                           'Vm_dPHdy', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
524           ENDIF           ENDIF
525  #ifdef ALLOW_OBCS  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
 C--      Calculate future values on open boundaries  
          IF (openBoundaries) THEN  
 Caja      CALL CYCLE_OBCS( k, bi, bj, myThid )  
           CALL SET_OBCS( k, bi, bj, myTime+deltaTclock, myThid )  
          ENDIF  
 #endif  
 C--      Prediction step (step forward all model variables)  
          CALL TIMESTEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I       myIter, myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
 C--      Apply open boundary conditions  
          IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  
 CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  
 CADJ STORE gwnm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
526    
527              CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, k, myThid )  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
528           END IF  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
529  #endif           IF ( momStepping ) THEN
 C--      Freeze water  
          IF (allowFreezing) THEN  
530  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
531  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  # ifdef NONLIN_FRSURF
532  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #  if (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM) && !(defined DISABLE_RSTAR_CODE)
533              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )  CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
534           END IF  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
535    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
536    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
537    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
538    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
539    #  endif
540    CADJ STORE fVerU(:,:,:)
541    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
542    CADJ STORE fVerV(:,:,:)
543    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
544    # endif /* NONLIN_FRSURF */
545    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
546               IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
547    #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
548                  CALL MOM_FLUXFORM(
549         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
550         I         KappaRU, KappaRV,
551         U         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
552         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
553         O         guDissip, gvDissip,
554         I         myTime, myIter, myThid)
555    #endif
556               ELSE
557    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
558                 CALL MOM_VECINV(
559         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
560         I         KappaRU, KappaRV,
561         I         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
562         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
563         O         guDissip, gvDissip,
564         I         myTime, myIter, myThid)
565    #endif
566               ENDIF
567    
568               CALL TIMESTEP(
569         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
570         I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
571         I         guDissip, gvDissip,
572         I         myTime, myIter, myThid)
573    
 #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS  
 C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  
          CALL CALC_DIV_GHAT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I       xA,yA,  
      I       myThid)  
 #endif /* DIVG_IN_DYNAMICS */  
   
 C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  
 #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE  
          IF (taveFreq.GT.0.) THEN  
           CALL DO_TIME_AVERAGES(  
      I                           myTime, myIter, bi, bj, k, kup, kDown,  
      I                           rVel, ConvectCount,  
      I                           myThid )  
574           ENDIF           ENDIF
 #endif  
   
575    
576  C--     k loop  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
577          ENDDO          ENDDO
578    
579  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
580             maximpl = 6  #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && \
581             iikey = (ikey-1)*maximpl       defined (ALLOW_MOM_COMMON) && !(defined ALLOW_AUTODIFF_TAMC))
582  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */          IF ( momImplVertAdv ) THEN
583              CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
584  C--     Implicit diffusion       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
585          IF (implicitDiffusion) THEN            CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
586         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
587           IF (tempStepping) THEN          ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
588  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
589              idkey = iikey + 1          IF     ( implicitViscosity ) THEN
590  CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
591  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
592              CALL IMPLDIFF(  CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
593       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
594       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
      U         gTNm1,  
      I         myThid )  
          END IF  
   
          IF (saltStepping) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          idkey = iikey + 2  
 CADJ STORE gSNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL IMPLDIFF(  
      I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
      I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,  
      U         gSNm1,  
      I         myThid )  
          END IF  
   
 C--     implicitDiffusion  
         ENDIF  
   
 C--     Implicit viscosity  
         IF (implicitViscosity) THEN  
   
          IF (momStepping) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          idkey = iikey + 3  
 CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
595            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
596       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
597       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
598       U         gUNm1,       U         gU,
599       I         myThid )       I         myThid )
600  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
601           idkey = iikey + 4  CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
602  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
603  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
604            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
605       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
606       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
607       U         gVNm1,       U         gV,
608       I         myThid )       I         myThid )
609            ENDIF
610    
611  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef ALLOW_OBCS
612    C--      Apply open boundary conditions
613            IF ( useOBCS ) THEN
614    C--      but first save intermediate velocities to be used in the
615    C        next time step for the Stevens boundary conditions
616              CALL OBCS_SAVE_UV_N(
617         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 0,
618         I        gU, gV, myThid )
619              CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, 0, gU, gV, myThid )
620            ENDIF
621    #endif /* ALLOW_OBCS */
622    
623  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
624           idkey = iikey + 5          IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
625  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
626  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
627    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
628            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
629       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
630       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
631       U         vVelD,       U         vVelD,
632       I         myThid )       I         myThid )
633  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
634          idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
635  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
636            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
637       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
638       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
639       U         uVelD,       U         uVelD,
640       I         myThid )       I         myThid )
641            ENDIF
642    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
643    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
644    
645    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
646    
647    #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
648    C--   Step forward W field in N-H algorithm
649            IF ( nonHydrostatic ) THEN
650    #ifdef ALLOW_DEBUG
651             IF (debugMode) CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
652    #endif
653             CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
654             CALL CALC_GW(
655         I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
656         I                 myTime, myIter, myThid )
657            ENDIF
658            IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
659         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
660            IF ( nonHydrostatic )
661         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
662  #endif  #endif
663    
664  C--      momStepping  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
          ENDIF  
665    
666  C--     implicitViscosity  C-    end of bi,bj loops
         ENDIF  
   
667         ENDDO         ENDDO
668        ENDDO        ENDDO
669    
670    #ifdef ALLOW_OBCS
671          IF (useOBCS) THEN
672            CALL OBCS_EXCHANGES( myThid )
673          ENDIF
674    #endif
675    
676    Cml(
677    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
678    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
679    C     has to be removed by something like the following subroutine:
680    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskInC, maskInC, rA, drF,
681    C     &                     'phiHydLow', myTime, myThid )
682    Cml)
683    
684    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
685          IF ( useDiagnostics ) THEN
686    
687           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
688           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
689    
690           tmpFac = 1. _d 0
691           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
692         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
693    
694           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
695         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
696    
697          ENDIF
698    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
699    
700    #ifdef ALLOW_DEBUG
701          IF ( debugLevel .GE. debLevD ) THEN
702           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
703           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
704           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
705           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
706           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
707           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
708           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
709           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
710           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gT,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
711           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gS,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
712    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
713           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
714           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
715           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
716           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
717    #endif
718          ENDIF
719    #endif
720    
721    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
722    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
723    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
724    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
725          IF ( debugLevel .GE. debLevE ) THEN
726           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
727          ENDIF
728    #endif
729    
730    #ifdef ALLOW_DEBUG
731          IF (debugMode) CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
732    #endif
733    
734        RETURN        RETURN
735        END        END
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