/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.56 by heimbach, Mon Jan 29 20:05:46 2001 UTC revision 1.173 by jmc, Fri Aug 15 19:22:06 2014 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_AUTODIFF
7    # include "AUTODIFF_OPTIONS.h"
8    #endif
9    #ifdef ALLOW_MOM_COMMON
10    # include "MOM_COMMON_OPTIONS.h"
11    #endif
12    #ifdef ALLOW_OBCS
13    # include "OBCS_OPTIONS.h"
14    #endif
15    
16    #undef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
17    
18    CBOP
19    C     !ROUTINE: DYNAMICS
20    C     !INTERFACE:
21        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
22  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
23  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      |  C     *==========================================================*
24  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model |  C     | SUBROUTINE DYNAMICS
25  C     |   dynamics.                                              |  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model
26  C     |==========================================================|  C     |   dynamics.
27  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each     |  C     *==========================================================*
28  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have |  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each
29  C     | overlap regions they are independent of one another.     |  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have
30  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  |  C     | overlap regions they are independent of one another.
31  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference |  C     | If terms involving lateral integrals are needed in this
32  C     | operations with stencils wider than the overlap region   |  C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference
33  C     | require special consideration.                           |  C     | operations with stencils wider than the overlap region
34  C     | Notes                                                    |  C     | require special consideration.
35  C     | =====                                                    |  C     | The algorithm...
36  C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  C     |
37  C     |      presently being developed.                          |  C     | "Correction Step"
38  C     \==========================================================/  C     | =================
39    C     | Here we update the horizontal velocities with the surface
40    C     | pressure such that the resulting flow is either consistent
41    C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:
42    C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P
43    C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P
44    C     |   W[n] = W* + dt x d/dz P  (NH mode)
45    C     |
46    C     | "Calculation of Gs"
47    C     | ===================
48    C     | This is where all the accelerations and tendencies (ie.
49    C     | physics, parameterizations etc...) are calculated
50    C     |   rho = rho ( theta[n], salt[n] )
51    C     |   b   = b(rho, theta)
52    C     |   K31 = K31 ( rho )
53    C     |   Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
54    C     |   Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
55    C     |   Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
56    C     |   Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
57    C     |
58    C     | "Time-stepping" or "Prediction"
59    C     | ================================
60    C     | The models variables are stepped forward with the appropriate
61    C     | time-stepping scheme (currently we use Adams-Bashforth II)
62    C     | - For momentum, the result is always *only* a "prediction"
63    C     | in that the flow may be divergent and will be "corrected"
64    C     | later with a surface pressure gradient.
65    C     | - Normally for tracers the result is the new field at time
66    C     | level [n+1} *BUT* in the case of implicit diffusion the result
67    C     | is also *only* a prediction.
68    C     | - We denote "predictors" with an asterisk (*).
69    C     |   U* = U[n] + dt x ( 3/2 Gu[n] - 1/2 Gu[n-1] )
70    C     |   V* = V[n] + dt x ( 3/2 Gv[n] - 1/2 Gv[n-1] )
71    C     |   theta[n+1] = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
72    C     |   salt[n+1] = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
73    C     | With implicit diffusion:
74    C     |   theta* = theta[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
75    C     |   salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 Gt[n] - 1/2 atG[n-1] )
76    C     |   (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
77    C     |   (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
78    C     |
79    C     *==========================================================*
80    C     \ev
81    C     !USES:
82        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
   
83  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
84  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
85  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
86  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
 #include "DYNVARS.h"  
87  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
88    #include "DYNVARS.h"
89  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_MOM_COMMON
90    # include "MOM_VISC.h"
91    #endif
92    #ifdef ALLOW_CD_CODE
93    # include "CD_CODE_VARS.h"
94    #endif
95    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
96  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
97  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
98  # include "FFIELDS.h"  # include "FFIELDS.h"
99    # include "EOS.h"
100  # ifdef ALLOW_KPP  # ifdef ALLOW_KPP
101  #  include "KPP.h"  #  include "KPP.h"
102  # endif  # endif
103  # ifdef ALLOW_GMREDI  # ifdef ALLOW_PTRACERS
104  #  include "GMREDI.h"  #  include "PTRACERS_SIZE.h"
105    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
106  # endif  # endif
107  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  # ifdef ALLOW_OBCS
108    #  include "OBCS_PARAMS.h"
109    #  include "OBCS_FIELDS.h"
110    #  ifdef ALLOW_PTRACERS
111    #   include "OBCS_PTRACERS.h"
112    #  endif
113    # endif
114    # ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
115    #  include "MOM_FLUXFORM.h"
116    # endif
117    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
118    
119    C     !CALLING SEQUENCE:
120    C     DYNAMICS()
121    C      |
122    C      |-- CALC_EP_FORCING
123    C      |
124    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
125    C      |
126    C      |-- CALC_VISCOSITY
127    C      |
128    C      |-- MOM_CALC_3D_STRAIN
129    C      |
130    C      |-- CALC_EDDY_STRESS
131    C      |
132    C      |-- CALC_PHI_HYD
133    C      |
134    C      |-- MOM_FLUXFORM
135    C      |
136    C      |-- MOM_VECINV
137    C      |
138    C      |-- MOM_CALC_SMAG_3D
139    C      |-- MOM_UV_SMAG_3D
140    C      |
141    C      |-- TIMESTEP
142    C      |
143    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
144    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
145    C      |
146    C      |-- IMPLDIFF
147    C      |
148    C      |-- OBCS_APPLY_UV
149    C      |
150    C      |-- CALC_GW
151    C      |
152    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
153    C      |-- DEBUG_STATS_RL
154    
155    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
156  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
157  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
158  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
159  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
160        _RL myTime        _RL myTime
161        INTEGER myIter        INTEGER myIter
162        INTEGER myThid        INTEGER myThid
163    
164    C     !FUNCTIONS:
165    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
166          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
167          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
168    #endif
169    
170    C     !LOCAL VARIABLES:
171  C     == Local variables  C     == Local variables
172  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
173  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
174  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
175  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
176  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
177  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
178  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C                      (=pressure/rho0) anomaly
179  C                                        lower cell faces.  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
180  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
181  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
182  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
183  C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
184  C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
185  C                              o xTerm: Mixing term  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
186  C                              o cTerm: Coriolis term  C     KappaRU    :: vertical viscosity for velocity U-component
187  C                              o mTerm: Metric term  C     KappaRV    :: vertical viscosity for velocity V-component
188  C                              o pTerm: Pressure term  C     iMin, iMax :: Ranges and sub-block indices on which calculations
189  C                              o fZon: Zonal flux term  C     jMin, jMax    are applied.
190  C                              o fMer: Meridional flux term  C     bi, bj     :: tile indices
191  C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     k          :: current level index
192  C                                      is "pipelined" in the vertical  C     km1, kp1   :: index of level above (k-1) and below (k+1)
193  C                                      so we need an fVer for each  C     kUp, kDown :: Index for interface above and below. kUp and kDown are
194  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)  
195        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
196        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
197        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
198        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
199        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
200        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
201        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
202        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
203        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
204        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
205        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL KappaRU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
206        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
207        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  #ifdef ALLOW_SMAG_3D
208        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  C     str11       :: strain component Vxx @ grid-cell center
209        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  C     str22       :: strain component Vyy @ grid-cell center
210        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str33       :: strain component Vzz @ grid-cell center
211        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str12       :: strain component Vxy @ grid-cell corner
212        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str13       :: strain component Vxz @ above uVel
213    C     str23       :: strain component Vyz @ above vVel
214  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  C     viscAh3d_00 :: Smagorinsky viscosity @ grid-cell center
215  C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C     viscAh3d_12 :: Smagorinsky viscosity @ grid-cell corner
216        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     viscAh3d_13 :: Smagorinsky viscosity @ above uVel
217  C #endif  C     viscAh3d_23 :: Smagorinsky viscosity @ above vVel
218    C     addDissU    :: zonal momentum tendency from 3-D Smag. viscosity
219    C     addDissV    :: merid momentum tendency from 3-D Smag. viscosity
220          _RL str11(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
221          _RL str22(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
222          _RL str33(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
223          _RL str12(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
224          _RL str13(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
225          _RL str23(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
226          _RL viscAh3d_00(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
227          _RL viscAh3d_12(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
228          _RL viscAh3d_13(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
229          _RL viscAh3d_23(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
230          _RL addDissU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
231          _RL addDissV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
232    #elif ( defined ALLOW_NONHYDROSTATIC )
233          _RL str13(1), str23(1), str33(1)
234          _RL viscAh3d_00(1), viscAh3d_13(1), viscAh3d_23(1)
235    #endif
236    
       INTEGER iMin, iMax  
       INTEGER jMin, jMax  
237        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
238        INTEGER i, j        INTEGER i, j
239        INTEGER k, km1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kUp, kDown
240        LOGICAL BOTTOM_LAYER        INTEGER iMin, iMax
241          INTEGER jMin, jMax
242  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC        PARAMETER( iMin = 0 , iMax = sNx+1 )
243        INTEGER    isbyte        PARAMETER( jMin = 0 , jMax = sNy+1 )
       PARAMETER( isbyte = 4 )  
244    
245        INTEGER act1, act2, act3, act4  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
246        INTEGER max1, max2, max3        LOGICAL dPhiHydDiagIsOn
247        INTEGER iikey, kkey        _RL tmpFac
248        INTEGER maximpl  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
249    
250  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
251  C  C
# Line 166  C       "Calculation of Gs" Line 261  C       "Calculation of Gs"
261  C       ===================  C       ===================
262  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
263  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
264  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
265  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
266  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
267  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
268  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
269  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
270  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
271  C  C
272  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
273  C       ================================  C       ================================
# Line 196  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 290  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
290  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
291  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
292  C---  C---
293    CEOP
294    
295  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DEBUG
296  C--   dummy statement to end declaration part        IF (debugMode) CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
297        ikey = 1  #endif
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
298    
299    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
300          dPhiHydDiagIsOn = .FALSE.
301          IF ( useDiagnostics )
302         &  dPhiHydDiagIsOn = DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Um_dPHdx', myThid )
303         &               .OR. DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Vm_dPHdy', myThid )
304    #endif
305    
306  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C-- Call to routine for calculation of Eliassen-Palm-flux-forced
307  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C    U-tendency, if desired:
308  C     just ensure that all memory references are to valid floating  #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
309  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to        CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
310  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  
311    
312    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_MONITOR_DIAG
313          CALL DUMMY_IN_DYNAMICS( myTime, myIter, myThid )
314    #endif
315    
316  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
317  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
# Line 249  CHPF$ INDEPENDENT Line 322  CHPF$ INDEPENDENT
322    
323  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
324  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
325  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
326  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHydF
327  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
328  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
329  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
330    
# Line 260  CHPF$&                  ) Line 333  CHPF$&                  )
333  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
334            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
335            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
   
336            act2 = bj - myByLo(myThid)            act2 = bj - myByLo(myThid)
337            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
   
338            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
339            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
   
340            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
341              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
           ikey = (act1 + 1) + act2*max1  
342       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
343       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
344  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
345    
346  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
347          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These initial values do not alter the numerical results. They
348           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
349            rTrans(i,j)   = 0. _d 0  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
350            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  
351    
352    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
353          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
354           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
355            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
356  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
357             ConvectCount(i,j,k) = 0.             gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
358  #endif             gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
            KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
            KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
359            ENDDO            ENDDO
360           ENDDO           ENDDO
361          ENDDO          ENDDO
362    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
363            DO j=1-OLy,sNy+OLy
364             DO i=1-OLx,sNx+OLx
365              fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
366              fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
367              fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
368              fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
369              phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
370              phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
371    #ifndef INCLUDE_PHIHYD_CALCULATION_CODE
372              dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
373              dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
374    #endif
375              phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
376              phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
377              guDissip(i,j)  = 0. _d 0
378              gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
379    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
380              phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
381    # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
382    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
383              dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
384              dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
385              dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
386    #  endif
387    # endif
388    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
389             ENDDO
390            ENDDO
391    
392          iMin = 1-OLx+1  C--     Start computation of dynamics
         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)  
393    
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
394  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
395  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE wVel (:,:,:,bi,bj) =
396  CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, 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  
397  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
            CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k, myThid )  
         END IF  
 #endif  
398    
399          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  C--     Explicit part of the Surface Potential Gradient (add in TIMESTEP)
400  C--      Update fields in layer below according to tendency terms  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
401           CALL CORRECTION_STEP(          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
402       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
403       I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
404  #ifdef ALLOW_OBCS       I         etaN,
405           IF (openBoundaries) THEN       O         phiSurfX,phiSurfY,
406  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC       I         myThid )
 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  
407          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  
408    
 C--      Check static stability with layer below  
 C--      and mix as needed.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
409  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
410  CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  CADJ STORE uVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
411  CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
412  CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  #ifdef ALLOW_KPP
413  CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
414  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
415           CALL FIND_RHO(  #endif /* ALLOW_KPP */
      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  
416  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
417    
418    #ifndef ALLOW_AUTODIFF
419            IF ( .NOT.momViscosity ) THEN
420  #endif  #endif
421              DO k=1,Nr
422  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection             DO j=1-OLy,sNy+OLy
423           IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN              DO i=1-OLx,sNx+OLx
424              CALL CALC_IVDC(               KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
425       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,               KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
426       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,              ENDDO
427       I       myTime,myIter,myThid)             ENDDO
          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  
428            ENDDO            ENDDO
429           ENDDO  #ifndef ALLOW_AUTODIFF
430          ENDIF          ENDIF
431  #endif  #endif
432    #ifdef INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
433    C--     Calculate the total vertical viscosity
434            IF ( momViscosity ) THEN
435              CALL CALC_VISCOSITY(
436         I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
437         O            KappaRU, KappaRV,
438         I            myThid )
439            ENDIF
440    #endif /* INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL */
441    
442  C--     Start of downward loop  #ifdef ALLOW_SMAG_3D
443          DO k=2,Nr          IF ( useSmag3D ) THEN
444              CALL MOM_CALC_3D_STRAIN(
445         O         str11, str22, str33, str12, str13, str23,
446         I         bi, bj, myThid )
447            ENDIF
448    #endif /* ALLOW_SMAG_3D */
449    
450  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
451           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
452    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
453    CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
454    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
455  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
456    
          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)  
457  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
458            IF (openBoundaries) THEN  C--   For Stevens boundary conditions velocities need to be extrapolated
459  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C     (copied) to a narrow strip outside the domain
460  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k          IF ( useOBCS ) THEN
461  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            CALL OBCS_COPY_UV_N(
462  CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k       U         uVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
463  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte       U         vVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
464  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k       I         Nr, bi, bj, myThid )
465  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte          ENDIF
466  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  #endif /* ALLOW_OBCS */
 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)  
467    
468    #ifdef ALLOW_EDDYPSI
469            CALL CALC_EDDY_STRESS(bi,bj,myThid)
470  #endif  #endif
471    
472  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  C--     Start of dynamics loop
473           IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN          DO k=1,Nr
 #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  
474    
475  C--       Recompute density after mixing  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
476  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
477  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
478  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
479  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            km1  = MAX(1,k-1)
480  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k            kp1  = MIN(k+1,Nr)
481  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            kup  = 1+MOD(k+1,2)
482              kDown= 1+MOD(k,2)
483    
484    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
485             kkey = (idynkey-1)*Nr + k
486    CADJ STORE totPhiHyd (:,:,k,bi,bj)
487    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
488    CADJ STORE phiHydLow (:,:,bi,bj)
489    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
490    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
491    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
492    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
493    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
494    # ifdef NONLIN_FRSURF
495    cph-test
496    CADJ STORE  phiHydC (:,:)
497    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
498    CADJ STORE  phiHydF (:,:)
499    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
500    CADJ STORE gU(:,:,k,bi,bj)
501    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
502    CADJ STORE gV(:,:,k,bi,bj)
503    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
504    #  ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
505    CADJ STORE guNm1(:,:,k,bi,bj)
506    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
507    CADJ STORE gvNm1(:,:,k,bi,bj)
508    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
509    #  else
510    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,1)
511    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
512    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,2)
513    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
514    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,1)
515    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
516    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,2)
517    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
518    #  endif
519    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
520    CADJ STORE uNM1(:,:,k,bi,bj)
521    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
522    CADJ STORE vNM1(:,:,k,bi,bj)
523    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
524    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
525    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
526    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
527    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
528    #  endif
529    # endif /* NONLIN_FRSURF */
530  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O       rhoK,  
      I       myThid )  
 #endif  
531    
532  C--            IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) ends here  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of phiHyd(z=0)=0
          ENDIF  
   
 C--      Calculate buoyancy  
          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  
533           CALL CALC_PHI_HYD(           CALL CALC_PHI_HYD(
534       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyK,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
535       U        phiHyd,       I        theta, salt,
536       I        myThid )       U        phiHydF,
537         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
538  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL       I        myTime, myIter, myThid )
539  C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
540             IF ( dPhiHydDiagIsOn ) THEN
541  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC             tmpFac = -1. _d 0
542  CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydX, tmpFac, 1,
543  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte       &                           'Um_dPHdx', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
544  CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydY, tmpFac, 1,
545  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte       &                           'Vm_dPHdy', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
 #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  
546           ENDIF           ENDIF
547  #endif  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
   
          DO J=jMin,jMax  
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
 #endif  
            buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  
           ENDDO  
          ENDDO  
   
 C--     end of k loop  
         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_AUTODIFF_TAMC  
   
 CADJ STORE surfacetendencyu(:,:,bi,bj)  
 CADJ &   , surfacetendencyv(:,:,bi,bj)  
 CADJ &   , surfacetendencys(:,:,bi,bj)  
 CADJ &   , surfacetendencyt(:,:,bi,bj)  
 CADJ &                        = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
   
 # ifdef ALLOW_GMREDI  
 CADJ STORE sigmaX(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE sigmaY(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte  
 # endif /* ALLOW_GMREDI */  
   
 #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 */  
         ENDIF  
 #endif  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, 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 */  
548    
549  #ifdef ALLOW_KPP  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
550  C--   Compute KPP mixing coefficients  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
551          IF (useKPP) THEN           IF ( momStepping ) THEN
552    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
553            CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)             DO j=1-OLy,sNy+OLy
           CALL KPP_CALC(  
      I                  bi, bj, myTime, myThid )  
           CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
         ELSE  
           DO j=1-OLy,sNy+OLy  
554              DO i=1-OLx,sNx+OLx              DO i=1-OLx,sNx+OLx
555                KPPhbl (i,j,bi,bj) = 1.0                guDissip(i,j)  = 0. _d 0
556                KPPfrac(i,j,bi,bj) = 0.0                gvDissip(i,j)  = 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  
557              ENDDO              ENDDO
558            ENDDO             ENDDO
559  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
         ENDIF  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)  
 CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)  
 CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)  
 CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)  
 CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)  
 CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #endif /* ALLOW_KPP */  
   
 C--     Start of upward loop  
         DO k = Nr, 1, -1  
   
 C--      km1    Points to level above k (=k-1)  
 C--      kup    Cycles through 1,2 to point to layer above  
 C--      kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer  
   
          km1  =max(1,k-1)  
          kup  =1+MOD(k+1,2)  
          kDown=1+MOD(k,2)  
   
          iMin = 1-OLx+2  
          iMax = sNx+OLx-1  
          jMin = 1-OLy+2  
          jMax = sNy+OLy-1  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
          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(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  
 CADJ STORE KappaRS(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 C--      Get temporary terms used by tendency routines  
          CALL CALC_COMMON_FACTORS (  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,  
      O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,  
      I        myThid)  
   
 #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(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I        maskC,maskUp,  
      O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,  
      I        myThid)  
 #endif  
 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  
          ELSE  
             DO j=1-OLy,sNy+OLy  
                DO i=1-OLx,sNx+OLx  
                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0  
                END DO  
             END DO  
 #endif  
 #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)  
          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         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,  
      I         myTime, myThid)  
          ENDIF  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
 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 */  
   
             CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, k, myThid )  
          END IF  
 #endif  
 C--      Freeze water  
          IF (allowFreezing) THEN  
560  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
561  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
562    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
563    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
564    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
565    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
566    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
567    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
568    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
569    #  endif
570    # endif /* NONLIN_FRSURF and ALLOW_MOM_FLUXFORM */
571    # if (defined NONLIN_FRSURF) || (defined ALLOW_DEPTH_CONTROL)
572    CADJ STORE fVerU(:,:,:) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
573    CADJ STORE fVerV(:,:,:) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
574    # endif
575  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
576              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
577           END IF  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
578                  CALL MOM_FLUXFORM(
579         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
580         I         KappaRU, KappaRV,
581         U         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
582         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
583         O         guDissip, gvDissip,
584         I         myTime, myIter, myThid)
585    #endif
586               ELSE
587    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
588                 CALL MOM_VECINV(
589         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
590         I         KappaRU, KappaRV,
591         I         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
592         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
593         O         guDissip, gvDissip,
594         I         myTime, myIter, myThid)
595    #endif
596               ENDIF
597    
598    #ifdef ALLOW_SMAG_3D
599               IF ( useSmag3D ) THEN
600                 CALL MOM_CALC_SMAG_3D(
601         I         str11, str22, str33, str12, str13, str23,
602         O         viscAh3d_00, viscAh3d_12, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
603         I         smag3D_hLsC, smag3D_hLsW, smag3D_hLsS, smag3D_hLsZ,
604         I         k, bi, bj, myThid )
605                 CALL MOM_UV_SMAG_3D(
606         I         str11, str22, str12, str13, str23,
607         I         viscAh3d_00, viscAh3d_12, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
608         O         addDissU, addDissV,
609         I         iMin,iMax,jMin,jMax, k, bi, bj, myThid )
610                 DO j= jMin,jMax
611                  DO i= iMin,iMax
612                   guDissip(i,j) = guDissip(i,j) + addDissU(i,j)
613                   gvDissip(i,j) = gvDissip(i,j) + addDissV(i,j)
614                  ENDDO
615                 ENDDO
616               ENDIF
617    #endif /* ALLOW_SMAG_3D */
618    
619               CALL TIMESTEP(
620         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
621         I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
622         I         guDissip, gvDissip,
623         I         myTime, myIter, myThid)
624    
 #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 )  
625           ENDIF           ENDIF
 #endif  
626    
627    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
 C--     k loop  
628          ENDDO          ENDDO
629    
630  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
631             maximpl = 6  #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && \
632             iikey = (ikey-1)*maximpl       defined (ALLOW_MOM_COMMON) && !(defined ALLOW_AUTODIFF_TAMC))
633  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */          IF ( momImplVertAdv ) THEN
634              CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
635  C--     Implicit diffusion       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
636          IF (implicitDiffusion) THEN            CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
637         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
638           IF (tempStepping) THEN          ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
639  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
640              idkey = iikey + 1          IF     ( implicitViscosity ) THEN
641  CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
642  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
643              CALL IMPLDIFF(  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
644       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
      I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,  
      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 */  
645            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
646       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
647       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
648       U         gUNm1,       U         gU(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
649       I         myThid )       I         myThid )
650  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
651           idkey = iikey + 4  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
652  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
653            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
654       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
655       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
656       U         gVNm1,       U         gV(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
657       I         myThid )       I         myThid )
658            ENDIF
659    
660  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef ALLOW_OBCS
661    C--      Apply open boundary conditions
662            IF ( useOBCS ) THEN
663    C--      but first save intermediate velocities to be used in the
664    C        next time step for the Stevens boundary conditions
665              CALL OBCS_SAVE_UV_N(
666         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 0,
667         I        gU, gV, myThid )
668              CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, 0, gU, gV, myThid )
669            ENDIF
670    #endif /* ALLOW_OBCS */
671    
672  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
673           idkey = iikey + 5          IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
674  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
675  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
676    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
677            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
678       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
679       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
680       U         vVelD,       U         vVelD(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
681       I         myThid )       I         myThid )
682  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
683          idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
684  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
685            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
686       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
687       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
688       U         uVelD,       U         uVelD(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
689       I         myThid )       I         myThid )
690            ENDIF
691    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
692    C--     End implicit Vertical advection & viscosity
693    
694    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
695    
696    #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
697    C--   Step forward W field in N-H algorithm
698            IF ( nonHydrostatic ) THEN
699    #ifdef ALLOW_DEBUG
700             IF (debugMode) CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
701    #endif
702             CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
703             CALL CALC_GW(
704         I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
705         I                 str13, str23, str33,
706         I                 viscAh3d_00, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
707         I                 myTime, myIter, myThid )
708            ENDIF
709            IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
710         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
711            IF ( nonHydrostatic )
712         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
713  #endif  #endif
714    
715  C--      momStepping  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
          ENDIF  
716    
717  C--     implicitViscosity  C-    end of bi,bj loops
         ENDIF  
   
718         ENDDO         ENDDO
719        ENDDO        ENDDO
720    
721    #ifdef ALLOW_OBCS
722          IF (useOBCS) THEN
723            CALL OBCS_EXCHANGES( myThid )
724          ENDIF
725    #endif
726    
727    Cml(
728    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
729    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
730    C     has to be removed by something like the following subroutine:
731    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskInC, maskInC, rA, drF,
732    C     &                     'phiHydLow', myTime, myThid )
733    Cml)
734    
735    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
736          IF ( useDiagnostics ) THEN
737    
738           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
739           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
740    
741           tmpFac = 1. _d 0
742           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
743         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
744    
745           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
746         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
747    
748          ENDIF
749    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
750    
751    #ifdef ALLOW_DEBUG
752          IF ( debugLevel .GE. debLevD ) THEN
753           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
754           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
755           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
756           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
757           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
758           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
759           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
760           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
761    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
762           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
763           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
764           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
765           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
766    #endif
767          ENDIF
768    #endif
769    
770    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
771    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
772    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
773    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
774          IF ( debugLevel .GE. debLevE ) THEN
775           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
776          ENDIF
777    #endif
778    
779    #ifdef ALLOW_DEBUG
780          IF (debugMode) CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
781    #endif
782    
783        RETURN        RETURN
784        END        END
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