/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.56 by heimbach, Mon Jan 29 20:05:46 2001 UTC revision 1.65.2.2 by jmc, Mon Apr 9 16:08:34 2001 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
5    
# Line 25  C     \================================= Line 26  C     \=================================
26  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
27  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
28  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
# Line 33  C     == Global variables === Line 33  C     == Global variables ===
33  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
34  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
35  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
 # include "FFIELDS.h"  
 # ifdef ALLOW_KPP  
 #  include "KPP.h"  
 # endif  
 # ifdef ALLOW_GMREDI  
 #  include "GMREDI.h"  
 # endif  
36  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
37    
38    #ifdef ALLOW_KPP
39    # include "KPP.h"
40    #endif
41    
42    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
43    #include "TIMEAVE_STATV.h"
44    #endif
45    
46  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
47  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
48  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
# Line 54  C     == Local variables Line 55  C     == Local variables
55  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
56  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
57  C                              transport  C                              transport
58  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              o uTrans: Zonal transport
59  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
60  C                              o rTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
61  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C     maskUp                   o maskUp: land/water mask for W points
62  C                                        lower cell faces.  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
 C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  
 C                              o maskUp: land/water mask for W points  
 C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  
 C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  
 C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  
 C                              o xTerm: Mixing term  
 C                              o cTerm: Coriolis term  
 C                              o mTerm: Metric term  
 C                              o pTerm: Pressure term  
 C                              o fZon: Zonal flux term  
 C                              o fMer: Meridional flux term  
 C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  
63  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
64  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
65  C                                      variable.  C                                      variable.
66  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, level above and level  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above
 C                      below.  
 C     rhoKP1                                                                    
 C     buoyK, buoyKM1 - Buoyancy at current level and level above.  
67  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
68  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
69  C                      pressure anomaly  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
70  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
71  C                      surface height  C                      surface height anomaly.
72  C                      anomaly.  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
73  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
 C     etaSurfY  
74  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
75  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
76  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
# Line 94  C     bi, bj Line 79  C     bi, bj
79  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
80  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
81  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
82    C     tauAB - Adams-Bashforth timestepping weight: 0=forward ; 1/2=Adams-Bashf.
83        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
84        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
85        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
86        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87        _RL rTrans  (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)  
88        _RS maskUp  (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)  
89        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
90        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
91        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
92        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
93        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
94        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhokp1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
95        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
96        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
97        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
98        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
99        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
100        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
# Line 129  C                      index into fVerTe Line 102  C                      index into fVerTe
102        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
103        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
104        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
105          _RL tauAB
106    
107  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  C This is currently used by IVDC and Diagnostics
 C #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  
108        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
 C #endif  
109    
110        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
111        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
112        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
113        INTEGER i, j        INTEGER i, j
114        INTEGER k, km1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
115    
116    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
117    c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
118    c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
119    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
120    Cjmc(end)
121    
122  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
123        INTEGER    isbyte        INTEGER    isbyte
124        PARAMETER( isbyte = 4 )        PARAMETER( isbyte = 4 )
# Line 166  C       "Calculation of Gs" Line 143  C       "Calculation of Gs"
143  C       ===================  C       ===================
144  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
145  C       physics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
146  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
147  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
148  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
149  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
150  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
151  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
152  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
153  C  C
154  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
155  C       ================================  C       ================================
# Line 202  C--   dummy statement to end declaration Line 178  C--   dummy statement to end declaration
178        ikey = 1        ikey = 1
179  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
180    
   
181  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
182  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
183  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
# Line 214  C     uninitialised but inert locations. Line 189  C     uninitialised but inert locations.
189          yA(i,j)      = 0. _d 0          yA(i,j)      = 0. _d 0
190          uTrans(i,j)  = 0. _d 0          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
191          vTrans(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  
192          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
193           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
194           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
195           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
196           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
# Line 231  C     uninitialised but inert locations. Line 199  C     uninitialised but inert locations.
199          ENDDO          ENDDO
200          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
201          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
202          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0          phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
203          rhoTMP (i,j) = 0. _d 0          phiSurfY(i,j) = 0. _d 0
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
204         ENDDO         ENDDO
205        ENDDO        ENDDO
206    
# Line 249  CHPF$ INDEPENDENT Line 214  CHPF$ INDEPENDENT
214    
215  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
216  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
217  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,rVel,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
218  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,maskc,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,xA,yA
219  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
220  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
221  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 278  C--     Set up work arrays that need val Line 243  C--     Set up work arrays that need val
243          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
244           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
245            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
           rVel  (i,j,1) = 0. _d 0  
           rVel  (i,j,2) = 0. _d 0  
246            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
247            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
248            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
# Line 288  C--     Set up work arrays that need val Line 251  C--     Set up work arrays that need val
251            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
252            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
253            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
254           ENDDO           ENDDO
255          ENDDO          ENDDO
256    
257          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
258           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
259            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
260  #ifdef INCLUDE_CONVECT_CALL  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
261             ConvectCount(i,j,k) = 0.             ConvectCount(i,j,k) = 0.
 #endif  
262             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
263             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0             KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
264            ENDDO            ENDDO
# Line 309  C--     Set up work arrays that need val Line 270  C--     Set up work arrays that need val
270          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
271          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
272    
         k = 1  
         BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  
   
 #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  
 C--     Calculate gradient of surface pressure  
         CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,  
      O       etaSurfX,etaSurfY,  
      I       myThid)  
 C--     Update fields in top level according to tendency terms  
         CALL CORRECTION_STEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
            CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k, myThid )  
         END IF  
 #endif  
   
         IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--      Update fields in layer below according to tendency terms  
          CALL CORRECTION_STEP(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,  
      I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
          IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )  
          END IF  
 #endif  
         ENDIF  
 #endif  
   
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 #endif  
   
         IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) THEN  
   
 C--      Check static stability with layer below  
 C--      and mix as needed.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k+1, k, eosType,  
      O      rhoKp1,  
      I      myThid )  
 #endif  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
273    
274           CALL CONVECT(  C--     Start of diagnostic loop
275       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,          DO k=Nr,1,-1
      U       ConvectCount,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
          ENDIF  
   
 C--      Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O      rhoKm1,  
      I      myThid )  
 #endif  
         ENDIF  
   
 C--     Calculate buoyancy  
         CALL CALC_BUOYANCY(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoKm1,  
      O      buoyKm1,  
      I      myThid )  
   
 C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  
 C--     phiHyd(z=0)=0  
         CALL CALC_PHI_HYD(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyKm1,  
      U      phiHyd,  
      I      myThid )  
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
         IF ( useGMRedi ) THEN  
         CALL GRAD_SIGMA(  
      I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I            rhoKm1, rhoKm1, rhoKm1,  
      O            sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I            myThid )  
         ELSE  
          DO j=1-OLy,sNy+OLy  
           DO i=1-OLx,sNx+OLx  
            sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
            sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
            sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
           ENDDO  
          ENDDO  
         ENDIF  
 #endif  
   
 C--     Start of downward loop  
         DO k=2,Nr  
276    
277  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
278    C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?
279    C? Do we still need this?
280           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1
281  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
282    
283           BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity
284              CALL INTEGRATE_FOR_W(
285  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP       I                         bi, bj, k, uVel, vVel,
286           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN       O                         wVel,
287  C--       Update fields in layer below according to tendency terms       I                         myThid )
288            CALL CORRECTION_STEP(  
289       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,  #ifdef    ALLOW_OBCS
290       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC
291  #ifdef ALLOW_OBCS  C--       Apply OBC to W if in N-H mode
292            IF (openBoundaries) THEN            IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN
293  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC              CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )
294  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k            ENDIF
295  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */
296  CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  #endif    /* ALLOW_OBCS */
297  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
298  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral
299  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)
300  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
301  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
302  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */              CALL FIND_RHO(
303               CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
304            END IF       I        theta, salt,
305  #endif       O        rhoK,
          ENDIF  
 #endif /* DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP */  
   
 C--      Density of k level (below W(k)) reference to k level  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k, k, eosType,  
      O      rhoK,  
      I      myThid )  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 cph(   storing not necessary  
 cphCADJ STORE rhoK(:,:)  = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 cph)  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
 #endif  
   
          IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) THEN  
   
 C--       Check static stability with layer below and mix as needed.  
 C--       Density of k+1 level (below W(k+1)) reference to k level.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  k+1, k, eosType,  
      O       rhoKp1,  
      I       myThid )  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
 #endif  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
           CALL CONVECT(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoK,rhoKp1,  
      U        ConvectCount,  
      I        myTime,myIter,myThid)  
   
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
          END IF  
   
 C--       Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O       rhoK,  
      I       myThid )  
 #endif  
   
 C--            IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) ends here  
          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  
          CALL CALC_PHI_HYD(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyK,  
      U        phiHyd,  
306       I        myThid )       I        myThid )
307                IF (k.GT.1) CALL FIND_RHO(
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
   
 #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(  
308       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
309       O        rhoTmp,       I        theta, salt,
310         O        rhoKm1,
311       I        myThid )       I        myThid )
312  #endif              CALL GRAD_SIGMA(
   
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
          IF ( useGMRedi ) THEN  
          CALL GRAD_SIGMA(  
313       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
314       I             rhoK, rhotmp, rhoK,       I             rhoK, rhoKm1, rhoK,
315       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
316       I             myThid )       I             myThid )
317           ELSE            ENDIF
           DO j=1-OLy,sNy+OLy  
            DO i=1-OLx,sNx+OLx  
             sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
             sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
             sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
            ENDDO  
           ENDDO  
          ENDIF  
 #endif  
318    
319           DO J=jMin,jMax  C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection
320            DO I=iMin,iMax  c ==> should use sigmaR !!!
321  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL            IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN
322             rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)              CALL CALC_IVDC(
323  #endif       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
324             buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)       I        rhoKm1, rhoK,
325            ENDDO       U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
326           ENDDO       I        myTime, myIter, myThid)
327              ENDIF
328    
329  C--     end of k loop  C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)
330          ENDDO          ENDDO
331    
332  C     Determines forcing terms based on external fields  #ifdef  ALLOW_OBCS
333  C     relaxation terms, etc.  C--     Calculate future values on open boundaries
334        CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(          IF (useOBCS) THEN
335              CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,
336         I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,
337         I            myThid )
338            ENDIF
339    #endif  /* ALLOW_OBCS */
340    
341    C--     Determines forcing terms based on external fields
342    C       relaxation terms, etc.
343            CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
344       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
345       I             myThid )       I             myThid )
346    
347  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef  ALLOW_GMREDI
348    C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
 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  
349          IF (useGMRedi) THEN          IF (useGMRedi) THEN
350            DO k=1, Nr            DO k=1,Nr
351              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
352       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
353       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
# Line 661  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key= Line 363  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=
363            ENDDO            ENDDO
364  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
365          ENDIF          ENDIF
366  #endif  #endif  /* ALLOW_GMREDI */
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
 CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  
367    
368  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef  ALLOW_KPP
369  C-- R.G. We need to define a new tape since Kw use mythid instead of bi,bj  C--     Compute KPP mixing coefficients
 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 */  
   
 #ifdef ALLOW_KPP  
 C--   Compute KPP mixing coefficients  
370          IF (useKPP) THEN          IF (useKPP) THEN
   
           CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
371            CALL KPP_CALC(            CALL KPP_CALC(
372       I                  bi, bj, myTime, myThid )       I                  bi, bj, myTime, myThid )
373            CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)          ENDIF
374    #endif  /* ALLOW_KPP */
375    
376  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
377          ELSE  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
378            DO j=1-OLy,sNy+OLy  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
379              DO i=1-OLx,sNx+OLx  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
380                KPPhbl (i,j,bi,bj) = 1.0  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
381                KPPfrac(i,j,bi,bj) = 0.0  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
382                DO k = 1,Nr  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
383                   KPPghat   (i,j,k,bi,bj) = 0.0  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
384                   KPPviscAz (i,j,k,bi,bj) = viscAz  
385                   KPPdiffKzT(i,j,k,bi,bj) = diffKzT  #ifdef ALLOW_AIM
386                   KPPdiffKzS(i,j,k,bi,bj) = diffKzS  C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.
387                ENDDO  C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics
388              ENDDO          IF ( useAIM ) THEN
389            ENDDO           CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
390  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */           CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, myTime, myThid )
391             CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
392          ENDIF          ENDIF
393    #endif /* ALLOW_AIM */
394    
395  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
396  CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)  C--     Start of thermodynamics loop
397  CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)          DO k=Nr,1,-1
398  CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)  
399  CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
400  CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
401  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
402  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
403              km1  = MAX(1,k-1)
404  #endif /* ALLOW_KPP */            kup  = 1+MOD(k+1,2)
405              kDown= 1+MOD(k,2)
406  C--     Start of upward loop  
407          DO k = Nr, 1, -1            iMin = 1-OLx+2
408              iMax = sNx+OLx-1
409  C--      km1    Points to level above k (=k-1)            jMin = 1-OLy+2
410  C--      kup    Cycles through 1,2 to point to layer above            jMax = sNy+OLy-1
 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  
411    
412  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
413    CPatrick Is this formula correct?
414           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1
415  CADJ STORE rvel  (:,:,kdown)  = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
416  CADJ STORE rTrans(:,:)        = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
417  CADJ STORE KappaRT(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
 CADJ STORE KappaRS(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  
418  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
419    
420  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
421           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
422       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,km1,kup,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
423       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
424       I        myThid)       I        myThid)
425    
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
          CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, k, kup, rTrans, rVel, myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
   
426  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
427  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
428           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
429       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
430       I        maskC,maskUp,       I        maskUp,
431       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
432       I        myThid)       I        myThid)
433  #endif  #endif
434  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
435           IF ( momStepping ) THEN  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)
436            CALL CALC_MOM_RHS(  C        and step forward storing result in gTnm1, gSnm1, etc.
      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  
437           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
438            CALL CALC_GT(             CALL CALC_GT(
439       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
440       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
441       I         KappaRT,       I         KappaRT,
442       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         fVerT,
443       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
444               tauAB = 0.5d0 + abEps
445               CALL TIMESTEP_TRACER(
446         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
447         I         theta, gT,
448         U         gTnm1,
449         I         myIter, myThid)
450           ENDIF           ENDIF
451           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
452            CALL CALC_GS(             CALL CALC_GS(
453       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
454       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
455       I         KappaRS,       I         KappaRS,
456       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         fVerS,
457       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
458               tauAB = 0.5d0 + abEps
459               CALL TIMESTEP_TRACER(
460         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
461         I         salt, gS,
462         U         gSnm1,
463         I         myIter, myThid)
464           ENDIF           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 */  
465    
466              CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, k, myThid )  #ifdef   ALLOW_OBCS
467    C--      Apply open boundary conditions
468             IF (useOBCS) THEN
469               CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
470           END IF           END IF
471  #endif  #endif   /* ALLOW_OBCS */
472    
473  C--      Freeze water  C--      Freeze water
474           IF (allowFreezing) THEN           IF (allowFreezing) THEN
475  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
476  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
477    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
478  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
479              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
480           END IF           END IF
481    
482  #ifdef DIVG_IN_DYNAMICS  C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)
 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 )  
          ENDIF  
 #endif  
   
   
 C--     k loop  
483          ENDDO          ENDDO
484    
485    
486  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
487    CPatrick? What about this one?
488             maximpl = 6             maximpl = 6
489             iikey = (ikey-1)*maximpl             iikey = (ikey-1)*maximpl
490  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 881  C--     Implicit diffusion Line 495  C--     Implicit diffusion
495           IF (tempStepping) THEN           IF (tempStepping) THEN
496  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
497              idkey = iikey + 1              idkey = iikey + 1
 CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
498  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
499              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
500       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
501       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
502       U         gTNm1,       U         gTNm1,
503       I         myThid )       I         myThid )
504           END IF           ENDIF
505    
506           IF (saltStepping) THEN           IF (saltStepping) THEN
507  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
508           idkey = iikey + 2           idkey = iikey + 2
 CADJ STORE gSNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
509  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
510              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
511       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
512       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,
513       U         gSNm1,       U         gSNm1,
514       I         myThid )       I         myThid )
515             ENDIF
516    
517    #ifdef   ALLOW_OBCS
518    C--      Apply open boundary conditions
519             IF (useOBCS) THEN
520               DO K=1,Nr
521                 CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
522               ENDDO
523           END IF           END IF
524    #endif   /* ALLOW_OBCS */
525    
526  C--     implicitDiffusion  C--     End If implicitDiffusion
527          ENDIF          ENDIF
528    
529  C--     Implicit viscosity  C--     Start computation of dynamics
530          IF (implicitViscosity) THEN          iMin = 1-OLx+2
531            iMax = sNx+OLx-1
532            jMin = 1-OLy+2
533            jMax = sNy+OLy-1
534    
535    C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
536    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
537            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
538              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
539         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
540         I         etaN,
541         O         phiSurfX,phiSurfY,
542         I         myThid )                        
543            ENDIF
544    
545           IF (momStepping) THEN  C--     Start of dynamics loop
546  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC          DO k=1,Nr
547           idkey = iikey + 3  
548  CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
549  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
550    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
551    
552              km1  = MAX(1,k-1)
553              kup  = 1+MOD(k+1,2)
554              kDown= 1+MOD(k,2)
555    
556    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
557    C        phiHyd(z=0)=0
558    C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
559             IF (staggerTimeStep) THEN
560               CALL CALC_PHI_HYD(
561         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
562         I        gTnm1, gSnm1,
563         U        phiHyd,
564         I        myThid )
565             ELSE
566               CALL CALC_PHI_HYD(
567         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
568         I        theta, salt,
569         U        phiHyd,
570         I        myThid )
571             ENDIF
572    
573    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
574    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
575             IF ( momStepping ) THEN
576               CALL CALC_MOM_RHS(
577         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
578         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
579         U         fVerU, fVerV,
580         I         myTime, myThid)
581               CALL TIMESTEP(
582         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
583         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
584         I         myIter, myThid)
585    
586    #ifdef   ALLOW_OBCS
587    C--      Apply open boundary conditions
588             IF (useOBCS) THEN
589               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
590             END IF
591    #endif   /* ALLOW_OBCS */
592    
593    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
594    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
595             ELSE
596               DO j=1-OLy,sNy+OLy
597                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
598                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
599                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
600                 END DO
601               END DO
602    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
603    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
604             ENDIF
605    
606    
607    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
608            ENDDO
609    
610    
611    
612    C--     Implicit viscosity
613            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
614    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
615              idkey = iikey + 3
616    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
617            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
618       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
619       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
620       U         gUNm1,       U         gUNm1,
621       I         myThid )       I         myThid )
622  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
623           idkey = iikey + 4            idkey = iikey + 4
624  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
625            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
626       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
627       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
628       U         gVNm1,       U         gVNm1,
629       I         myThid )       I         myThid )
630    
631  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef   ALLOW_OBCS
632    C--      Apply open boundary conditions
633             IF (useOBCS) THEN
634               DO K=1,Nr
635                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
636               ENDDO
637             END IF
638    #endif   /* ALLOW_OBCS */
639    
640  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
641           idkey = iikey + 5  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
642  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte            idkey = iikey + 5
643  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
644            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
645       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
646       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
647       U         vVelD,       U         vVelD,
648       I         myThid )       I         myThid )
649  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
650          idkey = iikey + 6            idkey = iikey + 6
651  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
652            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
653       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
654       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
655       U         uVelD,       U         uVelD,
656       I         myThid )       I         myThid )
657    #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
658  #endif  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
   
 C--      momStepping  
          ENDIF  
   
 C--     implicitViscosity  
659          ENDIF          ENDIF
660    
661    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
662    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
663    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
664    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
665    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
666    c       ENDIF
667    Cjmc(end)
668    
669    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
670            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
671              CALL TIMEAVE_CUMULATE(phiHydtave, phiHyd, Nr,
672         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
673              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
674                CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,
675         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
676              ENDIF
677            ENDIF
678    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
679    
680         ENDDO         ENDDO
681        ENDDO        ENDDO
682    
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