/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.56 by heimbach, Mon Jan 29 20:05:46 2001 UTC revision 1.178 by jmc, Mon Nov 28 23:05:05 2016 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     \ev
29  C     | overlap regions they are independent of one another.     |  C     !USES:
 C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  |  
 C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference |  
 C     | operations with stencils wider than the overlap region   |  
 C     | require special consideration.                           |  
 C     | Notes                                                    |  
 C     | =====                                                    |  
 C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  
 C     |      presently being developed.                          |  
 C     \==========================================================/  
30        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
   
31  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
32  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
33  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
34  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
 #include "DYNVARS.h"  
35  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
36    #include "DYNVARS.h"
37  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_MOM_COMMON
38    # include "MOM_VISC.h"
39    #endif
40    #ifdef ALLOW_CD_CODE
41    # include "CD_CODE_VARS.h"
42    #endif
43    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
44  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
45  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
46  # include "FFIELDS.h"  # include "FFIELDS.h"
47    # include "EOS.h"
48  # ifdef ALLOW_KPP  # ifdef ALLOW_KPP
49  #  include "KPP.h"  #  include "KPP.h"
50  # endif  # endif
51  # ifdef ALLOW_GMREDI  # ifdef ALLOW_PTRACERS
52  #  include "GMREDI.h"  #  include "PTRACERS_SIZE.h"
53    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
54  # endif  # endif
55  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  # ifdef ALLOW_OBCS
56    #  include "OBCS_PARAMS.h"
57    #  include "OBCS_FIELDS.h"
58    #  ifdef ALLOW_PTRACERS
59    #   include "OBCS_PTRACERS.h"
60    #  endif
61    # endif
62    # ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
63    #  include "MOM_FLUXFORM.h"
64    # endif
65    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
66    
67    C     !CALLING SEQUENCE:
68    C     DYNAMICS()
69    C      |
70    C      |-- CALC_EP_FORCING
71    C      |
72    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
73    C      |
74    C      |-- CALC_VISCOSITY
75    C      |
76    C      |-- MOM_CALC_3D_STRAIN
77    C      |
78    C      |-- CALC_EDDY_STRESS
79    C      |
80    C      |-- CALC_PHI_HYD
81    C      |
82    C      |-- MOM_FLUXFORM
83    C      |
84    C      |-- MOM_VECINV
85    C      |
86    C      |-- MOM_CALC_SMAG_3D
87    C      |-- MOM_UV_SMAG_3D
88    C      |
89    C      |-- TIMESTEP
90    C      |
91    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
92    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
93    C      |
94    C      |-- IMPLDIFF
95    C      |
96    C      |-- OBCS_APPLY_UV
97    C      |
98    C      |-- CALC_GW
99    C      |
100    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
101    C      |-- DEBUG_STATS_RL
102    
103    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
104  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
105  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
106  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
107  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
108        _RL myTime        _RL myTime
109        INTEGER myIter        INTEGER myIter
110        INTEGER myThid        INTEGER myThid
111    
112    C     !FUNCTIONS:
113    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
114          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
115          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
116    #endif
117    
118    C     !LOCAL VARIABLES:
119  C     == Local variables  C     == Local variables
120  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
121  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
122  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
123  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
124  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
125  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
126  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C                      (=pressure/rho0) anomaly
127  C                                        lower cell faces.  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
128  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
129  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
130  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
131  C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
132  C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
133  C                              o xTerm: Mixing term  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
134  C                              o cTerm: Coriolis term  C     kappaRU    :: vertical viscosity for velocity U-component
135  C                              o mTerm: Metric term  C     kappaRV    :: vertical viscosity for velocity V-component
136  C                              o pTerm: Pressure term  C     iMin, iMax :: Ranges and sub-block indices on which calculations
137  C                              o fZon: Zonal flux term  C     jMin, jMax    are applied.
138  C                              o fMer: Meridional flux term  C     bi, bj     :: tile indices
139  C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     k          :: current level index
140  C                                      is "pipelined" in the vertical  C     km1, kp1   :: index of level above (k-1) and below (k+1)
141  C                                      so we need an fVer for each  C     kUp, kDown :: Index for interface above and below. kUp and kDown are
142  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)  
143        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
144        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
145        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
146        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
147        _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
148        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
149        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
150        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
151        _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
152        _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
153        _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL kappaRU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
154        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL kappaRV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
155        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  #ifdef ALLOW_SMAG_3D
156        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  C     str11       :: strain component Vxx @ grid-cell center
157        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)  C     str22       :: strain component Vyy @ grid-cell center
158        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str33       :: strain component Vzz @ grid-cell center
159        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str12       :: strain component Vxy @ grid-cell corner
160        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str13       :: strain component Vxz @ above uVel
161    C     str23       :: strain component Vyz @ above vVel
162  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  C     viscAh3d_00 :: Smagorinsky viscosity @ grid-cell center
163  C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C     viscAh3d_12 :: Smagorinsky viscosity @ grid-cell corner
164        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     viscAh3d_13 :: Smagorinsky viscosity @ above uVel
165  C #endif  C     viscAh3d_23 :: Smagorinsky viscosity @ above vVel
166    C     addDissU    :: zonal momentum tendency from 3-D Smag. viscosity
167    C     addDissV    :: merid momentum tendency from 3-D Smag. viscosity
168          _RL str11(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
169          _RL str22(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
170          _RL str33(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
171          _RL str12(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
172          _RL str13(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
173          _RL str23(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
174          _RL viscAh3d_00(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
175          _RL viscAh3d_12(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
176          _RL viscAh3d_13(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
177          _RL viscAh3d_23(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
178          _RL addDissU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
179          _RL addDissV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
180    #elif ( defined ALLOW_NONHYDROSTATIC )
181          _RL str13(1), str23(1), str33(1)
182          _RL viscAh3d_00(1), viscAh3d_13(1), viscAh3d_23(1)
183    #endif
184    
       INTEGER iMin, iMax  
       INTEGER jMin, jMax  
185        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
186        INTEGER i, j        INTEGER i, j
187        INTEGER k, km1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kUp, kDown
188        LOGICAL BOTTOM_LAYER        INTEGER iMin, iMax
189          INTEGER jMin, jMax
190  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC        PARAMETER( iMin = 0 , iMax = sNx+1 )
191        INTEGER    isbyte        PARAMETER( jMin = 0 , jMax = sNy+1 )
       PARAMETER( isbyte = 4 )  
192    
193        INTEGER act1, act2, act3, act4  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
194        INTEGER max1, max2, max3        LOGICAL dPhiHydDiagIsOn
195        INTEGER iikey, kkey        _RL tmpFac
196        INTEGER maximpl  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
197    
198  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
199  C  C
# Line 166  C       "Calculation of Gs" Line 209  C       "Calculation of Gs"
209  C       ===================  C       ===================
210  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
211  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
212  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
213  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
214  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
215  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
216  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
217  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
218  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
219  C  C
220  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
221  C       ================================  C       ================================
# Line 196  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 238  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
238  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
239  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
240  C---  C---
241    CEOP
242    
243  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DEBUG
244  C--   dummy statement to end declaration part        IF (debugMode) CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
245        ikey = 1  #endif
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
246    
247    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
248          dPhiHydDiagIsOn = .FALSE.
249          IF ( useDiagnostics )
250         &  dPhiHydDiagIsOn = DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Um_dPHdx', myThid )
251         &               .OR. DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Vm_dPHdy', myThid )
252    #endif
253    
254  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C-- Call to routine for calculation of Eliassen-Palm-flux-forced
255  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C    U-tendency, if desired:
256  C     just ensure that all memory references are to valid floating  #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
257  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to        CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
258  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  
259    
260    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_MONITOR_DIAG
261          CALL DUMMY_IN_DYNAMICS( myTime, myIter, myThid )
262    #endif
263    
264  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
265  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
# Line 249  CHPF$ INDEPENDENT Line 270  CHPF$ INDEPENDENT
270    
271  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
272  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
273  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
274  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHydF
275  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,kappaRU,kappaRV
276  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
277  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
278    
# Line 260  CHPF$&                  ) Line 281  CHPF$&                  )
281  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
282            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
283            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
   
284            act2 = bj - myByLo(myThid)            act2 = bj - myByLo(myThid)
285            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
   
286            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
287            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
   
288            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
289              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
           ikey = (act1 + 1) + act2*max1  
290       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
291       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
292  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
293    
294  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
295          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These initial values do not alter the numerical results. They
296           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
297            rTrans(i,j)   = 0. _d 0  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
298            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  
299    
300    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
301          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
302           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
303            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
304  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
305             ConvectCount(i,j,k) = 0.             gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
306  #endif             gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
            KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
            KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
307            ENDDO            ENDDO
308           ENDDO           ENDDO
309          ENDDO          ENDDO
310    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
311            DO j=1-OLy,sNy+OLy
312             DO i=1-OLx,sNx+OLx
313              fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
314              fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
315              fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
316              fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
317              phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
318              phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
319    #ifndef INCLUDE_PHIHYD_CALCULATION_CODE
320              dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
321              dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
322    #endif
323              phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
324              phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
325              guDissip(i,j)  = 0. _d 0
326              gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
327    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
328              phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
329    # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
330    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
331              dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
332              dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
333              dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
334    #  endif
335    # endif
336    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
337             ENDDO
338            ENDDO
339    
340          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)  
341    
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
342  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
343  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE wVel (:,:,:,bi,bj) =
344  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  
345  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
            CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k, myThid )  
         END IF  
 #endif  
346    
347          IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  C--     Explicit part of the Surface Potential Gradient (add in TIMESTEP)
348  C--      Update fields in layer below according to tendency terms  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
349           CALL CORRECTION_STEP(          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
350       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
351       I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
352  #ifdef ALLOW_OBCS       I         etaN,
353           IF (openBoundaries) THEN       O         phiSurfX,phiSurfY,
354  #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  
355          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  
356    
 C--      Check static stability with layer below  
 C--      and mix as needed.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
357  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
358  CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  CADJ STORE uVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
359  CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
360  CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  #ifdef ALLOW_KPP
361  CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
362  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
363           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  
364  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
365    
366    #ifndef ALLOW_AUTODIFF
367            IF ( .NOT.momViscosity ) THEN
368  #endif  #endif
369              DO k=1,Nr+1
370  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection             DO j=1-OLy,sNy+OLy
371           IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN              DO i=1-OLx,sNx+OLx
372              CALL CALC_IVDC(               kappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
373       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,               kappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
374       U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,              ENDDO
375       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  
376            ENDDO            ENDDO
377           ENDDO  #ifndef ALLOW_AUTODIFF
378          ENDIF          ENDIF
379  #endif  #endif
380    #ifdef INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
381    C--     Calculate the total vertical viscosity
382            IF ( momViscosity ) THEN
383              CALL CALC_VISCOSITY(
384         I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
385         O            kappaRU, kappaRV,
386         I            myThid )
387            ENDIF
388    #endif /* INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL */
389    
390  C--     Start of downward loop  #ifdef ALLOW_SMAG_3D
391          DO k=2,Nr          IF ( useSmag3D ) THEN
392              CALL MOM_CALC_3D_STRAIN(
393         O         str11, str22, str33, str12, str13, str23,
394         I         bi, bj, myThid )
395            ENDIF
396    #endif /* ALLOW_SMAG_3D */
397    
398  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
399           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1  CADJ STORE kappaRU(:,:,:)
400    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
401    CADJ STORE kappaRV(:,:,:)
402    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
403  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
404    
          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)  
405  #ifdef ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
406            IF (openBoundaries) THEN  C--   For Stevens boundary conditions velocities need to be extrapolated
407  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C     (copied) to a narrow strip outside the domain
408  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k          IF ( useOBCS ) THEN
409  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            CALL OBCS_COPY_UV_N(
410  CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k       U         uVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
411  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte       U         vVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
412  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k       I         Nr, bi, bj, myThid )
413  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte          ENDIF
414  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)  
415    
416    #ifdef ALLOW_EDDYPSI
417            CALL CALC_EDDY_STRESS(bi,bj,myThid)
418  #endif  #endif
419    
420  C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  C--     Start of dynamics loop
421           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  
422    
423  C--       Recompute density after mixing  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
424  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
425  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
426  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
427  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            km1  = MAX(1,k-1)
428  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k            kp1  = MIN(k+1,Nr)
429  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            kup  = 1+MOD(k+1,2)
430              kDown= 1+MOD(k,2)
431    
432    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
433             kkey = (idynkey-1)*Nr + k
434    CADJ STORE totPhiHyd (:,:,k,bi,bj)
435    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
436    CADJ STORE phiHydLow (:,:,bi,bj)
437    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
438    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
439    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
440    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
441    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
442    # ifdef NONLIN_FRSURF
443    cph-test
444    CADJ STORE  phiHydC (:,:)
445    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
446    CADJ STORE  phiHydF (:,:)
447    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
448    CADJ STORE gU(:,:,k,bi,bj)
449    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
450    CADJ STORE gV(:,:,k,bi,bj)
451    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
452    #  ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
453    CADJ STORE guNm1(:,:,k,bi,bj)
454    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
455    CADJ STORE gvNm1(:,:,k,bi,bj)
456    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
457    #  else
458    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,1)
459    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
460    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,2)
461    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
462    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,1)
463    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
464    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,2)
465    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
466    #  endif
467    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
468    CADJ STORE uNM1(:,:,k,bi,bj)
469    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
470    CADJ STORE vNM1(:,:,k,bi,bj)
471    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
472    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
473    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
474    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
475    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
476    #  endif
477    # endif /* NONLIN_FRSURF */
478  #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  
479    
480  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  
481           CALL CALC_PHI_HYD(           CALL CALC_PHI_HYD(
482       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyK,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
483       U        phiHyd,       I        theta, salt,
484       I        myThid )       U        phiHydF,
485         O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
486  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL       I        myTime, myIter, myThid )
487  C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
488             IF ( dPhiHydDiagIsOn ) THEN
489  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC             tmpFac = -1. _d 0
490  CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydX, tmpFac, 1,
491  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte       &                           'Um_dPHdx', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
492  CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k             CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydY, tmpFac, 1,
493  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  
494           ENDIF           ENDIF
495  #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 */  
496    
497  #ifdef ALLOW_KPP  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
498  C--   Compute KPP mixing coefficients  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
499          IF (useKPP) THEN           IF ( momStepping ) THEN
500    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
501            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  
502              DO i=1-OLx,sNx+OLx              DO i=1-OLx,sNx+OLx
503                KPPhbl (i,j,bi,bj) = 1.0                guDissip(i,j)  = 0. _d 0
504                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  
505              ENDDO              ENDDO
506            ENDDO             ENDDO
507  #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  
508  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
509  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
510    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
511    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
512    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
513    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
514    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
515    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
516    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
517    #  endif
518    # endif /* NONLIN_FRSURF and ALLOW_MOM_FLUXFORM */
519    # if (defined NONLIN_FRSURF) || (defined ALLOW_DEPTH_CONTROL)
520    CADJ STORE fVerU(:,:,:) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
521    CADJ STORE fVerV(:,:,:) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
522    # endif
523  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
524              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
525           END IF  #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
526                  CALL MOM_FLUXFORM(
527         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
528         I         kappaRU, kappaRV,
529         U         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
530         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
531         O         guDissip, gvDissip,
532         I         myTime, myIter, myThid)
533    #endif
534               ELSE
535    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
536                 CALL MOM_VECINV(
537         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
538         I         kappaRU, kappaRV,
539         I         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
540         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
541         O         guDissip, gvDissip,
542         I         myTime, myIter, myThid)
543    #endif
544               ENDIF
545    
546    #ifdef ALLOW_SMAG_3D
547               IF ( useSmag3D ) THEN
548                 CALL MOM_CALC_SMAG_3D(
549         I         str11, str22, str33, str12, str13, str23,
550         O         viscAh3d_00, viscAh3d_12, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
551         I         smag3D_hLsC, smag3D_hLsW, smag3D_hLsS, smag3D_hLsZ,
552         I         k, bi, bj, myThid )
553                 CALL MOM_UV_SMAG_3D(
554         I         str11, str22, str12, str13, str23,
555         I         viscAh3d_00, viscAh3d_12, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
556         O         addDissU, addDissV,
557         I         iMin,iMax,jMin,jMax, k, bi, bj, myThid )
558                 DO j= jMin,jMax
559                  DO i= iMin,iMax
560                   guDissip(i,j) = guDissip(i,j) + addDissU(i,j)
561                   gvDissip(i,j) = gvDissip(i,j) + addDissV(i,j)
562                  ENDDO
563                 ENDDO
564               ENDIF
565    #endif /* ALLOW_SMAG_3D */
566    
567               CALL TIMESTEP(
568         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
569         I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
570         I         guDissip, gvDissip,
571         I         myTime, myIter, myThid)
572    
 #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 )  
573           ENDIF           ENDIF
 #endif  
574    
575    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
 C--     k loop  
576          ENDDO          ENDDO
577    
578  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--     Implicit Vertical advection & viscosity
579             maximpl = 6  #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && \
580             iikey = (ikey-1)*maximpl       defined (ALLOW_MOM_COMMON) && !(defined ALLOW_AUTODIFF))
581  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */          IF ( momImplVertAdv .OR. implicitViscosity
582         &                      .OR. selectImplicitDrag.GE.1 ) THEN
583  C--     Implicit diffusion  C      to recover older (prior to 2016-10-05) results:
584          IF (implicitDiffusion) THEN  c       IF ( momImplVertAdv ) THEN
585              CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
586           IF (tempStepping) THEN       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
587  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC            CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
588              idkey = iikey + 1       I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
589  CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte          ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
590  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
591              CALL IMPLDIFF(          IF     ( implicitViscosity ) THEN
592       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
593       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
594       U         gTNm1,  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
595       I         myThid )  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
          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 */  
596            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
597       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
598       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, kappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
599       U         gUNm1,       U         gU(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
600       I         myThid )       I         myThid )
601  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
602           idkey = iikey + 4  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
603  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #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(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
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(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
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(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
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                 str13, str23, str33,
657         I                 viscAh3d_00, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
658         I                 myTime, myIter, myThid )
659            ENDIF
660            IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
661         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
662            IF ( nonHydrostatic )
663         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
664  #endif  #endif
665    
666  C--      momStepping  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
          ENDIF  
667    
668  C--     implicitViscosity  C-    end of bi,bj loops
         ENDIF  
   
669         ENDDO         ENDDO
670        ENDDO        ENDDO
671    
672    #ifdef ALLOW_OBCS
673          IF (useOBCS) THEN
674            CALL OBCS_EXCHANGES( myThid )
675          ENDIF
676    #endif
677    
678    Cml(
679    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
680    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
681    C     has to be removed by something like the following subroutine:
682    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskInC, maskInC, rA, drF,
683    C     &                     'phiHydLow', myTime, myThid )
684    Cml)
685    
686    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
687          IF ( useDiagnostics ) THEN
688    
689           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
690           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
691    
692           tmpFac = 1. _d 0
693           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
694         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
695    
696           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
697         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
698    
699          ENDIF
700    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
701    
702    #ifdef ALLOW_DEBUG
703          IF ( debugLevel .GE. debLevD ) THEN
704           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
705           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
706           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
707           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
708           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
709           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
710           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
711           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (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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