/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.57 by heimbach, Thu Feb 1 19:32:02 2001 UTC revision 1.58 by adcroft, Fri Feb 2 21:04:48 2001 UTC
# 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  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
43  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
44  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
# Line 61  C                              o rVel: Line 58  C                              o rVel:
58  C                                        lower cell faces.  C                                        lower cell faces.
59  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells
60  C                              o maskUp: land/water mask for W points  C                              o maskUp: land/water mask for W points
61  C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
 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  
62  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
63  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
64  C                                      variable.  C                                      variable.
65  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.  
66  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
67  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
68  C                      pressure anomaly  C                      pressure anomaly
# Line 102  C                      index into fVerTe Line 87  C                      index into fVerTe
87        _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
88        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89        _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)  
90        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
91        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
92        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
93        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
94        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
95        _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)  
96        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL buoyK   (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)  
97        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
98        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
99        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
# Line 140  C #endif Line 112  C #endif
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  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
117        INTEGER    isbyte        INTEGER    isbyte
# Line 202  C--   dummy statement to end declaration Line 173  C--   dummy statement to end declaration
173        ikey = 1        ikey = 1
174  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
175    
   
176  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
177  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
178  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 184  C     uninitialised but inert locations.
184          yA(i,j)      = 0. _d 0          yA(i,j)      = 0. _d 0
185          uTrans(i,j)  = 0. _d 0          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
186          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  
187          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
188           phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
189           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
190           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
191           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
# Line 231  C     uninitialised but inert locations. Line 194  C     uninitialised but inert locations.
194          ENDDO          ENDDO
195          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
196          rhok   (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  
197          maskC  (i,j) = 0. _d 0          maskC  (i,j) = 0. _d 0
198         ENDDO         ENDDO
199        ENDDO        ENDDO
# Line 288  C--     Set up work arrays that need val Line 247  C--     Set up work arrays that need val
247            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
248            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
249            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
           phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0  
250           ENDDO           ENDDO
251          ENDDO          ENDDO
252    
# Line 309  C--     Set up work arrays that need val Line 267  C--     Set up work arrays that need val
267          jMin = 1-OLy+1          jMin = 1-OLy+1
268          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
269    
         k = 1  
         BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  
   
 #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  
 C--     Calculate gradient of surface pressure  
         CALL CALC_GRAD_ETA_SURF(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,  
      O       etaSurfX,etaSurfY,  
      I       myThid)  
 C--     Update fields in top level according to tendency terms  
         CALL CORRECTION_STEP(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I       etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
            CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k, myThid )  
         END IF  
 #endif  
   
         IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  
 C--      Update fields in layer below according to tendency terms  
          CALL CORRECTION_STEP(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,  
      I        etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
          IF (openBoundaries) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )  
          END IF  
 #endif  
         ENDIF  
 #endif  
   
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 #endif  
   
         IF (.NOT. BOTTOM_LAYER) THEN  
   
 C--      Check static stability with layer below  
 C--      and mix as needed.  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj) = comlev1_bibj  
 CADJ &   , key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k+1, k, eosType,  
      O      rhoKp1,  
      I      myThid )  
 #endif  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE rhoKm1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE rhoKp1(:,:)  = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
   
          CALL CONVECT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE theta(:,:,k+1,bi,bj),theta(:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 CADJ STORE salt (:,:,k+1,bi,bj),salt (:,:,k,bi,bj)  
 CADJ &     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #endif  
   
 C--      Implicit Vertical Diffusion for Convection  
          IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL CALC_IVDC(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      U       ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I       myTime,myIter,myThid)  
          ENDIF  
   
 C--      Recompute density after mixing  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      O      rhoKm1,  
      I      myThid )  
 #endif  
         ENDIF  
   
 C--     Calculate buoyancy  
         CALL CALC_BUOYANCY(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,rhoKm1,  
      O      buoyKm1,  
      I      myThid )  
   
 C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  
 C--     phiHyd(z=0)=0  
         CALL CALC_PHI_HYD(  
      I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,buoyKm1,buoyKm1,  
      U      phiHyd,  
      I      myThid )  
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
         IF ( useGMRedi ) THEN  
         CALL GRAD_SIGMA(  
      I            bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I            rhoKm1, rhoKm1, rhoKm1,  
      O            sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I            myThid )  
         ELSE  
          DO j=1-OLy,sNy+OLy  
           DO i=1-OLx,sNx+OLx  
            sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
            sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
            sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
           ENDDO  
          ENDDO  
         ENDIF  
 #endif  
270    
271  C--     Start of downward loop  C--     Start of diagnostic loop
272          DO k=2,Nr          DO k=Nr,1,-1
273    
274  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
275    C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?
276    C? Do we still need this?
277           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1
278  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
279    
280           BOTTOM_LAYER = k .EQ. Nr  C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity
281              CALL INTEGRATE_FOR_W(
282  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP       I                         bi, bj, k, uVel, vVel,
283           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN       O                         wVel,
284  C--       Update fields in layer below according to tendency terms       I                         myThid )
285            CALL CORRECTION_STEP(  
286       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k+1,  #ifdef    ALLOW_OBCS
287       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC
288  #ifdef ALLOW_OBCS  C--       Calculate future values on open boundaries
289            IF (openBoundaries) THEN            IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN
290  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC              CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )
291  CADJ STORE uvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k            ENDIF
292  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */
293  CADJ STORE vvel (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  #endif    /* ALLOW_OBCS */
294  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
295  CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral
296  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)
297  CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
298  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte            IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
299  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */              CALL FIND_RHO(
300               CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, k+1, myThid )       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
301            END IF       I        theta, salt,
302  #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,  
303       I        myThid )       I        myThid )
304                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(  
305       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
306       O        rhoTmp,       I        theta, salt,
307         O        rhoKm1,
308       I        myThid )       I        myThid )
309  #endif              CALL GRAD_SIGMA(
   
   
 #ifdef ALLOW_GMREDI  
          IF ( useGMRedi ) THEN  
          CALL GRAD_SIGMA(  
310       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
311       I             rhoK, rhotmp, rhoK,       I             rhoK, rhoKm1, rhoK,
312       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
313       I             myThid )       I             myThid )
314           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  
315    
316           DO J=jMin,jMax  C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection
317            DO I=iMin,iMax  c ==> should use sigmaR !!!
318  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL            IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN
319             rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)              CALL CALC_IVDC(
320  #endif       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
321             buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)       I        rhoKm1, rhoK,
322            ENDDO       U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
323           ENDDO       I        myTime, myIter, myThid)
324              END IF
325    
326  C--     end of k loop  C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)
327          ENDDO          ENDDO
328    
329  C     Determines forcing terms based on external fields  #ifdef  ALLOW_OBCS
330  C     relaxation terms, etc.  C--     Calculate future values on open boundaries
331        CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(          IF (useOBCS) THEN
332              CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,
333         I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,
334         I            myThid )
335            ENDIF
336    #endif  /* ALLOW_OBCS */
337    
338    C--     Determines forcing terms based on external fields
339    C       relaxation terms, etc.
340            CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
341       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
342       I             myThid )       I             myThid )
343    
344  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef  ALLOW_GMREDI
345    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  
346          IF (useGMRedi) THEN          IF (useGMRedi) THEN
347            DO k=1, Nr            DO k=1,Nr
348              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
349       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
350       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
# Line 661  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key= Line 360  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=
360            ENDDO            ENDDO
361  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
362          ENDIF          ENDIF
363  #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  
   
 #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--     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 */  
364    
365  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef  ALLOW_KPP
366  C--   Compute KPP mixing coefficients  C--     Compute KPP mixing coefficients
367          IF (useKPP) THEN          IF (useKPP) THEN
   
           CALL TIMER_START('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)  
368            CALL KPP_CALC(            CALL KPP_CALC(
369       I                  bi, bj, myTime, myThid )       I                  bi, bj, myTime, myThid )
370            CALL TIMER_STOP ('KPP_CALC               [DYNAMICS]', myThid)          ENDIF
371    #endif  /* ALLOW_KPP */
372    
373  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
374          ELSE  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
375            DO j=1-OLy,sNy+OLy  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
376              DO i=1-OLx,sNx+OLx  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
377                KPPhbl (i,j,bi,bj) = 1.0  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
378                KPPfrac(i,j,bi,bj) = 0.0  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
379                DO k = 1,Nr  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
380                   KPPghat   (i,j,k,bi,bj) = 0.0  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
381                   KPPviscAz (i,j,k,bi,bj) = viscAz  
382                   KPPdiffKzT(i,j,k,bi,bj) = diffKzT  #ifdef ALLOW_AIM
383                   KPPdiffKzS(i,j,k,bi,bj) = diffKzS  C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.
384                ENDDO  C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics
385              ENDDO          IF ( useAIM ) THEN
386            ENDDO           CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
387  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */           CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, myTime, myThid )
388             CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
389          ENDIF          ENDIF
390    #endif /* ALLOW_AIM */
391    
392  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
393  CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)  C--     Start of thermodynamics loop
394  CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)          DO k=Nr,1,-1
395  CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)  
396  CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
397  CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
398  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
399  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
400              km1  = MAX(1,k-1)
401  #endif /* ALLOW_KPP */            kup  = 1+MOD(k+1,2)
402              kDown= 1+MOD(k,2)
403  C--     Start of upward loop  
404          DO k = Nr, 1, -1            iMin = 1-OLx+2
405              iMax = sNx+OLx-1
406  C--      km1    Points to level above k (=k-1)            jMin = 1-OLy+2
407  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  
408    
409  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
410    CPatrick Is this formula correct?
411           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1           kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1
412  CADJ STORE rvel  (:,:,kdown)  = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE rvel  (:,:,kDown) = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
413  CADJ STORE rTrans(:,:)        = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
414  CADJ STORE KappaRT(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
415  CADJ STORE KappaRS(:,:,k)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte
416  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
417    
418  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
# Line 755  C--      Get temporary terms used by ten Line 421  C--      Get temporary terms used by ten
421       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,
422       I        myThid)       I        myThid)
423    
 #ifdef ALLOW_OBCS  
         IF (openBoundaries) THEN  
          CALL APPLY_OBCS3( bi, bj, k, kup, rTrans, rVel, myThid )  
         ENDIF  
 #endif  
   
424  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
425  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
426           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
427       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
428       I        maskC,maskUp,       I        maskC,maskup,
429       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
430       I        myThid)       I        myThid)
431  #endif  #endif
432  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
433           IF ( momStepping ) THEN  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)
434            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  
435           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
436            CALL CALC_GT(             CALL CALC_GT(
437       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
438       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
439       I         KappaRT,       I         KappaRT,
440       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         fVerT,
441       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
442               CALL TIMESTEP_TRACER(
443         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
444         I         theta, gT,
445         U         gTnm1,
446         I         myIter, myThid)
447           ENDIF           ENDIF
448           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
449            CALL CALC_GS(             CALL CALC_GS(
450       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
451       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,
452       I         KappaRS,       I         KappaRS,
453       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         fVerS,
454       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
455               CALL TIMESTEP_TRACER(
456         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
457         I         salt, gS,
458         U         gSnm1,
459         I         myIter, myThid)
460           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 */  
461    
462              CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, k, myThid )  #ifdef   ALLOW_OBCS
463    C--      Apply open boundary conditions
464             IF (useOBCS) THEN
465               CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
466           END IF           END IF
467  #endif  #endif   /* ALLOW_OBCS */
468    
469  C--      Freeze water  C--      Freeze water
470           IF (allowFreezing) THEN           IF (allowFreezing) THEN
471  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
472  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
473    CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
474  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
475              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
476           END IF           END IF
477    
478  #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  
479          ENDDO          ENDDO
480    
481    
482  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
483    CPatrick? What about this one?
484             maximpl = 6             maximpl = 6
485             iikey = (ikey-1)*maximpl             iikey = (ikey-1)*maximpl
486  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 868  C--     k loop Line 488  C--     k loop
488  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
489          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
490    
491           IF (tempStepping) THEN            IF (tempStepping) THEN
492  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
493              idkey = iikey + 1              idkey = iikey + 1
 CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
494  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
495              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
496       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
497       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
498       U         gTNm1,       U         gTNm1,
499       I         myThid )       I         myThid )
500           END IF           ENDIF
501    
502           IF (saltStepping) THEN           IF (saltStepping) THEN
503  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
504           idkey = iikey + 2           idkey = iikey + 2
 CADJ STORE gSNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
505  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
506              CALL IMPLDIFF(              CALL IMPLDIFF(
507       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
508       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,
509       U         gSNm1,       U         gSNm1,
510       I         myThid )       I         myThid )
511             ENDIF
512    
513    #ifdef   ALLOW_OBCS
514    C--      Apply open boundary conditions
515             IF (useOBCS) THEN
516               DO K=1,Nr
517                 CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
518               ENDDO
519           END IF           END IF
520    #endif   /* ALLOW_OBCS */
521    
522  C--     implicitDiffusion  C--     End If implicitDiffusion
523          ENDIF          ENDIF
524    
 C--     Implicit viscosity  
         IF (implicitViscosity) THEN  
525    
526           IF (momStepping) THEN  
527  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  C--     Start of dynamics loop
528           idkey = iikey + 3          DO k=1,Nr
529  CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
530  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  C--       km1    Points to level above k (=k-1)
531    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
532    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
533    
534              km1  = MAX(1,k-1)
535              kup  = 1+MOD(k+1,2)
536              kDown= 1+MOD(k,2)
537    
538              iMin = 1-OLx+2
539              iMax = sNx+OLx-1
540              jMin = 1-OLy+2
541              jMax = sNy+OLy-1
542    
543    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
544    C        phiHyd(z=0)=0
545    C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
546             IF (staggerTimeStep) THEN
547               CALL CALC_PHI_HYD(
548         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
549         I        gTnm1, gSnm1,
550         U        phiHyd,
551         I        myThid )
552             ELSE
553               CALL CALC_PHI_HYD(
554         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
555         I        theta, salt,
556         U        phiHyd,
557         I        myThid )
558             ENDIF
559    
560    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
561    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
562             IF ( momStepping ) THEN
563               CALL CALC_MOM_RHS(
564         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
565         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
566         U         fVerU, fVerV,
567         I         myTime, myThid)
568               CALL TIMESTEP(
569         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,phiHyd,
570         I         myIter, myThid)
571    
572    #ifdef   ALLOW_OBCS
573    C--      Apply open boundary conditions
574             IF (useOBCS) THEN
575               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
576             END IF
577    #endif   /* ALLOW_OBCS */
578    
579    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
580    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
581             ELSE
582               DO j=1-OLy,sNy+OLy
583                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
584                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
585                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
586                 END DO
587               END DO
588    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
589    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
590             ENDIF
591    
592    
593    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
594            ENDDO
595    
596    
597    
598    C--     Implicit viscosity
599            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
600    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
601              idkey = iikey + 3
602    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
603            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
604       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
605       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
606       U         gUNm1,       U         gUNm1,
607       I         myThid )       I         myThid )
608  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
609           idkey = iikey + 4            idkey = iikey + 4
610  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
611            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
612       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
613       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
614       U         gVNm1,       U         gVNm1,
615       I         myThid )       I         myThid )
616    
617  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  #ifdef   ALLOW_OBCS
618    C--      Apply open boundary conditions
619             IF (useOBCS) THEN
620               DO K=1,Nr
621                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
622               ENDDO
623             END IF
624    #endif   /* ALLOW_OBCS */
625    
626  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
627           idkey = iikey + 5  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
628  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte            idkey = iikey + 5
629  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
630            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
631       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
632       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
633       U         vVelD,       U         vVelD,
634       I         myThid )       I         myThid )
635  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
636          idkey = iikey + 6            idkey = iikey + 6
637  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
638            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
639       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
640       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
641       U         uVelD,       U         uVelD,
642       I         myThid )       I         myThid )
643    #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
644  #endif  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
   
 C--      momStepping  
          ENDIF  
   
 C--     implicitViscosity  
645          ENDIF          ENDIF
646    
647         ENDDO         ENDDO
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