/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.65.2.2 by jmc, Mon Apr 9 16:08:34 2001 UTC revision 1.174 by jmc, Fri Aug 15 20:41:50 2014 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2  C $Name$  C $Name$
3    
4    #include "PACKAGES_CONFIG.h"
5  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
6    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
7    # include "AUTODIFF_OPTIONS.h"
8    #endif
9    #ifdef ALLOW_MOM_COMMON
10    # include "MOM_COMMON_OPTIONS.h"
11    #endif
12    #ifdef ALLOW_OBCS
13    # include "OBCS_OPTIONS.h"
14    #endif
15    
16    #undef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
17    
18    CBOP
19    C     !ROUTINE: DYNAMICS
20    C     !INTERFACE:
21        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)        SUBROUTINE DYNAMICS(myTime, myIter, myThid)
22  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
23  C     | SUBROUTINE DYNAMICS                                      |  C     *==========================================================*
24  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model |  C     | SUBROUTINE DYNAMICS
25  C     |   dynamics.                                              |  C     | o Controlling routine for the explicit part of the model
26  C     |==========================================================|  C     |   dynamics.
27  C     | This routine evaluates the "dynamics" terms for each     |  C     *==========================================================*
28  C     | block of ocean in turn. Because the blocks of ocean have |  C     \ev
29  C     | overlap regions they are independent of one another.     |  C     !USES:
 C     | If terms involving lateral integrals are needed in this  |  
 C     | routine care will be needed. Similarly finite-difference |  
 C     | operations with stencils wider than the overlap region   |  
 C     | require special consideration.                           |  
 C     | Notes                                                    |  
 C     | =====                                                    |  
 C     | C*P* comments indicating place holders for which code is |  
 C     |      presently being developed.                          |  
 C     \==========================================================/  
30        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
   
31  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
32  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
33  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
34  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
 #include "DYNVARS.h"  
35  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
36    #include "DYNVARS.h"
37  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_MOM_COMMON
38  # include "tamc.h"  # include "MOM_VISC.h"
 # include "tamc_keys.h"  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 #ifdef ALLOW_KPP  
 # include "KPP.h"  
39  #endif  #endif
40    #ifdef ALLOW_CD_CODE
41  #ifdef ALLOW_TIMEAVE  # include "CD_CODE_VARS.h"
 #include "TIMEAVE_STATV.h"  
42  #endif  #endif
43    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
44    # include "tamc.h"
45    # include "tamc_keys.h"
46    # include "FFIELDS.h"
47    # include "EOS.h"
48    # ifdef ALLOW_KPP
49    #  include "KPP.h"
50    # endif
51    # ifdef ALLOW_PTRACERS
52    #  include "PTRACERS_SIZE.h"
53    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
54    # endif
55    # ifdef ALLOW_OBCS
56    #  include "OBCS_PARAMS.h"
57    #  include "OBCS_FIELDS.h"
58    #  ifdef ALLOW_PTRACERS
59    #   include "OBCS_PTRACERS.h"
60    #  endif
61    # endif
62    # ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
63    #  include "MOM_FLUXFORM.h"
64    # endif
65    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
66    
67    C     !CALLING SEQUENCE:
68    C     DYNAMICS()
69    C      |
70    C      |-- CALC_EP_FORCING
71    C      |
72    C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
73    C      |
74    C      |-- CALC_VISCOSITY
75    C      |
76    C      |-- MOM_CALC_3D_STRAIN
77    C      |
78    C      |-- CALC_EDDY_STRESS
79    C      |
80    C      |-- CALC_PHI_HYD
81    C      |
82    C      |-- MOM_FLUXFORM
83    C      |
84    C      |-- MOM_VECINV
85    C      |
86    C      |-- MOM_CALC_SMAG_3D
87    C      |-- MOM_UV_SMAG_3D
88    C      |
89    C      |-- TIMESTEP
90    C      |
91    C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
92    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
93    C      |
94    C      |-- IMPLDIFF
95    C      |
96    C      |-- OBCS_APPLY_UV
97    C      |
98    C      |-- CALC_GW
99    C      |
100    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
101    C      |-- DEBUG_STATS_RL
102    
103    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
104  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
105  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
106  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
107  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
108        _RL myTime        _RL myTime
109        INTEGER myIter        INTEGER myIter
110        INTEGER myThid        INTEGER myThid
111    
112    C     !FUNCTIONS:
113    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
114          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
115          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
116    #endif
117    
118    C     !LOCAL VARIABLES:
119  C     == Local variables  C     == Local variables
120  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
121  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C                                    is "pipelined" in the vertical
122  C                              transport  C                                    so we need an fVer for each
123  C                              o uTrans: Zonal transport  C                                    variable.
124  C                              o vTrans: Meridional transport  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
125  C                              o rTrans: Vertical transport  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
126  C     maskUp                   o maskUp: land/water mask for W points  C                      (=pressure/rho0) anomaly
127  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
128  C                                      is "pipelined" in the vertical  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
129  C                                      so we need an fVer for each  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
130  C                                      variable.  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
131  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
132  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
133  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
134  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly  C     KappaRU    :: vertical viscosity for velocity U-component
135  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C     KappaRV    :: vertical viscosity for velocity V-component
136  C                      surface height anomaly.  C     iMin, iMax :: Ranges and sub-block indices on which calculations
137  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)  C     jMin, jMax    are applied.
138  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction  C     bi, bj     :: tile indices
139  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     k          :: current level index
140  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     km1, kp1   :: index of level above (k-1) and below (k+1)
141  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     kUp, kDown :: Index for interface above and below. kUp and kDown are
142  C     jMin, jMax       are applied.  C                   are switched with k to be the appropriate index into fVerU,V
 C     bi, bj  
 C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown  
 C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate  
 C                      index into fVerTerm.  
 C     tauAB - Adams-Bashforth timestepping weight: 0=forward ; 1/2=Adams-Bashf.  
       _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RS maskUp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
143        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
144        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
145        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
146        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
147        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
148          _RL dPhiHydY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
149        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
150        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
151        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
152        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
153        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
154        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
155        _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  #ifdef ALLOW_SMAG_3D
156        _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str11       :: strain component Vxx @ grid-cell center
157        _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str22       :: strain component Vyy @ grid-cell center
158        _RL tauAB  C     str33       :: strain component Vzz @ grid-cell center
159    C     str12       :: strain component Vxy @ grid-cell corner
160  C This is currently used by IVDC and Diagnostics  C     str13       :: strain component Vxz @ above uVel
161        _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  C     str23       :: strain component Vyz @ above vVel
162    C     viscAh3d_00 :: Smagorinsky viscosity @ grid-cell center
163    C     viscAh3d_12 :: Smagorinsky viscosity @ grid-cell corner
164    C     viscAh3d_13 :: Smagorinsky viscosity @ above uVel
165    C     viscAh3d_23 :: Smagorinsky viscosity @ above vVel
166    C     addDissU    :: zonal momentum tendency from 3-D Smag. viscosity
167    C     addDissV    :: merid momentum tendency from 3-D Smag. viscosity
168          _RL str11(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
169          _RL str22(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
170          _RL str33(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
171          _RL str12(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
172          _RL str13(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
173          _RL str23(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
174          _RL viscAh3d_00(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
175          _RL viscAh3d_12(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy, Nr )
176          _RL viscAh3d_13(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
177          _RL viscAh3d_23(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr+1)
178          _RL addDissU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
179          _RL addDissV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
180    #elif ( defined ALLOW_NONHYDROSTATIC )
181          _RL str13(1), str23(1), str33(1)
182          _RL viscAh3d_00(1), viscAh3d_13(1), viscAh3d_23(1)
183    #endif
184    
       INTEGER iMin, iMax  
       INTEGER jMin, jMax  
185        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
186        INTEGER i, j        INTEGER i, j
187        INTEGER k, km1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kUp, kDown
188          INTEGER iMin, iMax
189  Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU        INTEGER jMin, jMax
190  c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff        PARAMETER( iMin = 0 , iMax = sNx+1 )
191  c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE        PARAMETER( jMin = 0 , jMax = sNy+1 )
 c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE  
 Cjmc(end)  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
       INTEGER    isbyte  
       PARAMETER( isbyte = 4 )  
192    
193        INTEGER act1, act2, act3, act4  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
194        INTEGER max1, max2, max3        LOGICAL dPhiHydDiagIsOn
195        INTEGER iikey, kkey        _RL tmpFac
196        INTEGER maximpl  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
197    
198  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
199  C  C
# Line 172  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G Line 238  C         salt* = salt[n] + dt x ( 3/2 G
238  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = theta*
239  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
240  C---  C---
241    CEOP
242    
243  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_DEBUG
244  C--   dummy statement to end declaration part        IF (debugMode) CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
245        ikey = 1  #endif
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
246    
247  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
248  C     These inital values do not alter the numerical results. They        dPhiHydDiagIsOn = .FALSE.
249  C     just ensure that all memory references are to valid floating        IF ( useDiagnostics )
250  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to       &  dPhiHydDiagIsOn = DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Um_dPHdx', myThid )
251  C     uninitialised but inert locations.       &               .OR. DIAGNOSTICS_IS_ON( 'Vm_dPHdy', myThid )
252        DO j=1-OLy,sNy+OLy  #endif
        DO i=1-OLx,sNx+OLx  
         xA(i,j)      = 0. _d 0  
         yA(i,j)      = 0. _d 0  
         uTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         vTrans(i,j)  = 0. _d 0  
         DO k=1,Nr  
          phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0  
          KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0  
          sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0  
         ENDDO  
         rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0  
         rhok   (i,j) = 0. _d 0  
         phiSurfX(i,j) = 0. _d 0  
         phiSurfY(i,j) = 0. _d 0  
        ENDDO  
       ENDDO  
253    
254    C-- Call to routine for calculation of Eliassen-Palm-flux-forced
255    C    U-tendency, if desired:
256    #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
257          CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
258    #endif
259    
260    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_MONITOR_DIAG
261          CALL DUMMY_IN_DYNAMICS( myTime, myIter, myThid )
262    #endif
263    
264  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
265  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
# Line 214  CHPF$ INDEPENDENT Line 270  CHPF$ INDEPENDENT
270    
271  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
272  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
273  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
274  CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,xA,yA  CHPF$&                  ,phiHydF
275  CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
276  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
277  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
278    
# Line 225  CHPF$&                  ) Line 281  CHPF$&                  )
281  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
282            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
283            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
   
284            act2 = bj - myByLo(myThid)            act2 = bj - myByLo(myThid)
285            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1            max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
   
286            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
287            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
   
288            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
289              idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
           ikey = (act1 + 1) + act2*max1  
290       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
291       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
292  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
293    
294  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
295          DO j=1-OLy,sNy+OLy  C     These initial values do not alter the numerical results. They
296           DO i=1-OLx,sNx+OLx  C     just ensure that all memory references are to valid floating
297            rTrans(i,j)   = 0. _d 0  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
298            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0  C     uninitialised but inert locations.
           fVerT (i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerS (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerS (i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerU (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerU (i,j,2) = 0. _d 0  
           fVerV (i,j,1) = 0. _d 0  
           fVerV (i,j,2) = 0. _d 0  
          ENDDO  
         ENDDO  
299    
300    #ifdef ALLOW_AUTODIFF
301          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
302           DO j=1-OLy,sNy+OLy           DO j=1-OLy,sNy+OLy
303            DO i=1-OLx,sNx+OLx            DO i=1-OLx,sNx+OLx
304  C This is currently also used by IVDC and Diagnostics  c--   need some re-initialisation here to break dependencies
305             ConvectCount(i,j,k) = 0.             gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
306             KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0             gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
            KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
307            ENDDO            ENDDO
308           ENDDO           ENDDO
309          ENDDO          ENDDO
310    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
311          iMin = 1-OLx+1          DO j=1-OLy,sNy+OLy
312          iMax = sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
313          jMin = 1-OLy+1            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
314          jMax = sNy+OLy            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
315              fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
316              fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
317  C--     Start of diagnostic loop            phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
318          DO k=Nr,1,-1            phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
319    #ifndef INCLUDE_PHIHYD_CALCULATION_CODE
320  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC            dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
321  C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?            dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
322  C? Do we still need this?  #endif
323           kkey = (ikey-1)*(Nr-2+1) + (k-2) + 1            phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
324  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */            phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
325              guDissip(i,j)  = 0. _d 0
326  C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity            gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
327            CALL INTEGRATE_FOR_W(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF
328       I                         bi, bj, k, uVel, vVel,            phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
329       O                         wVel,  # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
330       I                         myThid )  #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
331              dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
332  #ifdef    ALLOW_OBCS            dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
333  #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC            dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
334  C--       Apply OBC to W if in N-H mode  #  endif
335            IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN  # endif
336              CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )  #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
337            ENDIF           ENDDO
 #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */  
 #endif    /* ALLOW_OBCS */  
   
 C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral  
 C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)  
 c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN  
           IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN  
             CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,  
      I        theta, salt,  
      O        rhoK,  
      I        myThid )  
             IF (k.GT.1) CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,  
      I        theta, salt,  
      O        rhoKm1,  
      I        myThid )  
             CALL GRAD_SIGMA(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I             rhoK, rhoKm1, rhoK,  
      O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
           ENDIF  
   
 C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection  
 c ==> should use sigmaR !!!  
           IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN  
             CALL CALC_IVDC(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I        rhoKm1, rhoK,  
      U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,  
      I        myTime, myIter, myThid)  
           ENDIF  
   
 C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)  
338          ENDDO          ENDDO
339    
340  #ifdef  ALLOW_OBCS  C--     Start computation of dynamics
 C--     Calculate future values on open boundaries  
         IF (useOBCS) THEN  
           CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,  
      I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,  
      I            myThid )  
         ENDIF  
 #endif  /* ALLOW_OBCS */  
341    
 C--     Determines forcing terms based on external fields  
 C       relaxation terms, etc.  
         CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  
      I             myThid )  
   
 #ifdef  ALLOW_GMREDI  
 C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
         IF (useGMRedi) THEN  
           DO k=1,Nr  
             CALL GMREDI_CALC_TENSOR(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
           ENDDO  
342  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
343          ELSE  CADJ STORE wVel (:,:,:,bi,bj) =
344            DO k=1, Nr  CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
             CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(  
      I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,  
      I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,  
      I             myThid )  
           ENDDO  
345  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
         ENDIF  
 #endif  /* ALLOW_GMREDI */  
346    
347  #ifdef  ALLOW_KPP  C--     Explicit part of the Surface Potential Gradient (add in TIMESTEP)
348  C--     Compute KPP mixing coefficients  C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
349          IF (useKPP) THEN          IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
350            CALL KPP_CALC(            CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
351       I                  bi, bj, myTime, myThid )       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
352         I         etaN,
353         O         phiSurfX,phiSurfY,
354         I         myThid )
355          ENDIF          ENDIF
 #endif  /* ALLOW_KPP */  
356    
357  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
358  CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE uVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
359  CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE vVel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
360  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  #ifdef ALLOW_KPP
361  CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
362  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
363  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  #endif /* ALLOW_KPP */
364  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
365    
366  #ifdef ALLOW_AIM  #ifndef ALLOW_AUTODIFF
367  C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.          IF ( .NOT.momViscosity ) THEN
368  C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics  #endif
369          IF ( useAIM ) THEN            DO k=1,Nr
370           CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)             DO j=1-OLy,sNy+OLy
371           CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, myTime, myThid )              DO i=1-OLx,sNx+OLx
372           CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)               KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
373                 KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
374                ENDDO
375               ENDDO
376              ENDDO
377    #ifndef ALLOW_AUTODIFF
378          ENDIF          ENDIF
379  #endif /* ALLOW_AIM */  #endif
380    #ifdef INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
381    C--     Calculate the total vertical viscosity
382  C--     Start of thermodynamics loop          IF ( momViscosity ) THEN
383          DO k=Nr,1,-1            CALL CALC_VISCOSITY(
384         I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
385  C--       km1    Points to level above k (=k-1)       O            KappaRU, KappaRV,
386  C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above       I            myThid )
387  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer          ENDIF
388    #endif /* INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL */
           km1  = MAX(1,k-1)  
           kup  = 1+MOD(k+1,2)  
           kDown= 1+MOD(k,2)  
   
           iMin = 1-OLx+2  
           iMax = sNx+OLx-1  
           jMin = 1-OLy+2  
           jMax = sNy+OLy-1  
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CPatrick Is this formula correct?  
          kkey = (ikey-1)*(Nr-1+1) + (k-1) + 1  
 CADJ STORE rTrans(:,:)       = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE KappaRT(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 CADJ STORE KappaRS(:,:,:)    = comlev1_bibj_k, key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 C--      Get temporary terms used by tendency routines  
          CALL CALC_COMMON_FACTORS (  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,  
      I        myThid)  
   
 #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  
 C--      Calculate the total vertical diffusivity  
          CALL CALC_DIFFUSIVITY(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  
      I        maskUp,  
      O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,  
      I        myThid)  
 #endif  
   
 C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)  
 C        and step forward storing result in gTnm1, gSnm1, etc.  
          IF ( tempStepping ) THEN  
            CALL CALC_GT(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,  
      I         KappaRT,  
      U         fVerT,  
      I         myTime, myThid)  
            tauAB = 0.5d0 + abEps  
            CALL TIMESTEP_TRACER(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,  
      I         theta, gT,  
      U         gTnm1,  
      I         myIter, myThid)  
          ENDIF  
          IF ( saltStepping ) THEN  
            CALL CALC_GS(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,  
      I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,  
      I         KappaRS,  
      U         fVerS,  
      I         myTime, myThid)  
            tauAB = 0.5d0 + abEps  
            CALL TIMESTEP_TRACER(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,  
      I         salt, gS,  
      U         gSnm1,  
      I         myIter, myThid)  
          ENDIF  
   
 #ifdef   ALLOW_OBCS  
 C--      Apply open boundary conditions  
          IF (useOBCS) THEN  
            CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )  
          END IF  
 #endif   /* ALLOW_OBCS */  
   
 C--      Freeze water  
          IF (allowFreezing) THEN  
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k  
 CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
             CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )  
          END IF  
   
 C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)  
         ENDDO  
   
   
 #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  
 CPatrick? What about this one?  
            maximpl = 6  
            iikey = (ikey-1)*maximpl  
 #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
   
 C--     Implicit diffusion  
         IF (implicitDiffusion) THEN  
389    
390           IF (tempStepping) THEN  #ifdef ALLOW_SMAG_3D
391  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC          IF ( useSmag3D ) THEN
392              idkey = iikey + 1            CALL MOM_CALC_3D_STRAIN(
393  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */       O         str11, str22, str33, str12, str13, str23,
394              CALL IMPLDIFF(       I         bi, bj, myThid )
395       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,          ENDIF
396       I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,  #endif /* ALLOW_SMAG_3D */
      U         gTNm1,  
      I         myThid )  
          ENDIF  
397    
          IF (saltStepping) THEN  
398  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
399           idkey = iikey + 2  CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
400  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
401              CALL IMPLDIFF(  CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
402       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
403       I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
404       U         gSNm1,  
405       I         myThid )  #ifdef ALLOW_OBCS
406           ENDIF  C--   For Stevens boundary conditions velocities need to be extrapolated
407    C     (copied) to a narrow strip outside the domain
408  #ifdef   ALLOW_OBCS          IF ( useOBCS ) THEN
409  C--      Apply open boundary conditions            CALL OBCS_COPY_UV_N(
410           IF (useOBCS) THEN       U         uVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
411             DO K=1,Nr       U         vVel(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
412               CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )       I         Nr, bi, bj, myThid )
            ENDDO  
          END IF  
 #endif   /* ALLOW_OBCS */  
   
 C--     End If implicitDiffusion  
413          ENDIF          ENDIF
414    #endif /* ALLOW_OBCS */
415    
416  C--     Start computation of dynamics  #ifdef ALLOW_EDDYPSI
417          iMin = 1-OLx+2          CALL CALC_EDDY_STRESS(bi,bj,myThid)
418          iMax = sNx+OLx-1  #endif
         jMin = 1-OLy+2  
         jMax = sNy+OLy-1  
   
 C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)  
 C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)  
         IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN  
           CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(  
      I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,  
      I         etaN,  
      O         phiSurfX,phiSurfY,  
      I         myThid )                          
         ENDIF  
419    
420  C--     Start of dynamics loop  C--     Start of dynamics loop
421          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
# Line 550  C--       kup    Cycles through 1,2 to p Line 425  C--       kup    Cycles through 1,2 to p
425  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer  C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
426    
427            km1  = MAX(1,k-1)            km1  = MAX(1,k-1)
428              kp1  = MIN(k+1,Nr)
429            kup  = 1+MOD(k+1,2)            kup  = 1+MOD(k+1,2)
430            kDown= 1+MOD(k,2)            kDown= 1+MOD(k,2)
431    
432  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
433  C        phiHyd(z=0)=0           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
434  C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping  CADJ STORE totPhiHyd (:,:,k,bi,bj)
435           IF (staggerTimeStep) THEN  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
436             CALL CALC_PHI_HYD(  CADJ STORE phiHydLow (:,:,bi,bj)
437       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
438       I        gTnm1, gSnm1,  CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
439       U        phiHyd,  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
440       I        myThid )  CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
441           ELSE  CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
442             CALL CALC_PHI_HYD(  # ifdef NONLIN_FRSURF
443    cph-test
444    CADJ STORE  phiHydC (:,:)
445    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
446    CADJ STORE  phiHydF (:,:)
447    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
448    CADJ STORE gU(:,:,k,bi,bj)
449    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
450    CADJ STORE gV(:,:,k,bi,bj)
451    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
452    #  ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
453    CADJ STORE guNm1(:,:,k,bi,bj)
454    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
455    CADJ STORE gvNm1(:,:,k,bi,bj)
456    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
457    #  else
458    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,1)
459    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
460    CADJ STORE guNm(:,:,k,bi,bj,2)
461    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
462    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,1)
463    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
464    CADJ STORE gvNm(:,:,k,bi,bj,2)
465    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
466    #  endif
467    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
468    CADJ STORE uNM1(:,:,k,bi,bj)
469    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
470    CADJ STORE vNM1(:,:,k,bi,bj)
471    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
472    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
473    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
474    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
475    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
476    #  endif
477    # endif /* NONLIN_FRSURF */
478    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
479    
480    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of phiHyd(z=0)=0
481             CALL CALC_PHI_HYD(
482       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
483       I        theta, salt,       I        theta, salt,
484       U        phiHyd,       U        phiHydF,
485       I        myThid )       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
486         I        myTime, myIter, myThid )
487    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
488             IF ( dPhiHydDiagIsOn ) THEN
489               tmpFac = -1. _d 0
490               CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydX, tmpFac, 1,
491         &                           'Um_dPHdx', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
492               CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL( dPhiHydY, tmpFac, 1,
493         &                           'Vm_dPHdy', k, 1, 2, bi, bj, myThid )
494           ENDIF           ENDIF
495    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
496    
497  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
498  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
499           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
500             CALL CALC_MOM_RHS(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF
501       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,             DO j=1-OLy,sNy+OLy
502       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,              DO i=1-OLx,sNx+OLx
503       U         fVerU, fVerV,                guDissip(i,j)  = 0. _d 0
504       I         myTime, myThid)                gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
505                ENDDO
506               ENDDO
507    #endif /* ALLOW_AUTODIFF */
508    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
509    # if (defined NONLIN_FRSURF) && (defined ALLOW_MOM_FLUXFORM)
510    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
511    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
512    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
513    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
514    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
515    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
516    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
517    #  endif
518    # endif /* NONLIN_FRSURF and ALLOW_MOM_FLUXFORM */
519    # if (defined NONLIN_FRSURF) || (defined ALLOW_DEPTH_CONTROL)
520    CADJ STORE fVerU(:,:,:) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
521    CADJ STORE fVerV(:,:,:) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
522    # endif
523    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
524               IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
525    #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
526                  CALL MOM_FLUXFORM(
527         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
528         I         KappaRU, KappaRV,
529         U         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
530         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
531         O         guDissip, gvDissip,
532         I         myTime, myIter, myThid)
533    #endif
534               ELSE
535    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
536                 CALL MOM_VECINV(
537         I         bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
538         I         KappaRU, KappaRV,
539         I         fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp),   fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp),
540         O         fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown),
541         O         guDissip, gvDissip,
542         I         myTime, myIter, myThid)
543    #endif
544               ENDIF
545    
546    #ifdef ALLOW_SMAG_3D
547               IF ( useSmag3D ) THEN
548                 CALL MOM_CALC_SMAG_3D(
549         I         str11, str22, str33, str12, str13, str23,
550         O         viscAh3d_00, viscAh3d_12, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
551         I         smag3D_hLsC, smag3D_hLsW, smag3D_hLsS, smag3D_hLsZ,
552         I         k, bi, bj, myThid )
553                 CALL MOM_UV_SMAG_3D(
554         I         str11, str22, str12, str13, str23,
555         I         viscAh3d_00, viscAh3d_12, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
556         O         addDissU, addDissV,
557         I         iMin,iMax,jMin,jMax, k, bi, bj, myThid )
558                 DO j= jMin,jMax
559                  DO i= iMin,iMax
560                   guDissip(i,j) = guDissip(i,j) + addDissU(i,j)
561                   gvDissip(i,j) = gvDissip(i,j) + addDissV(i,j)
562                  ENDDO
563                 ENDDO
564               ENDIF
565    #endif /* ALLOW_SMAG_3D */
566    
567             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
568       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
569       I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
570       I         myIter, myThid)       I         guDissip, gvDissip,
571         I         myTime, myIter, myThid)
572    
 #ifdef   ALLOW_OBCS  
 C--      Apply open boundary conditions  
          IF (useOBCS) THEN  
            CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )  
          END IF  
 #endif   /* ALLOW_OBCS */  
   
 #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   /* INCLUDE_CD_CODE */  
 #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  
573           ENDIF           ENDIF
574    
   
575  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
576          ENDDO          ENDDO
577    
578    C--     Implicit Vertical advection & viscosity
579    #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && \
580  C--     Implicit viscosity       defined (ALLOW_MOM_COMMON) && !(defined ALLOW_AUTODIFF_TAMC))
581          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN          IF ( momImplVertAdv ) THEN
582              CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
583         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
584              CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
585         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
586            ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
587    #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
588            IF     ( implicitViscosity ) THEN
589    #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
590  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
591            idkey = iikey + 3  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
592  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
593            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
594       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
595       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
596       U         gUNm1,       U         gU(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
597       I         myThid )       I         myThid )
598  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
599            idkey = iikey + 4  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
600  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
601            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
602       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
603       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
604       U         gVNm1,       U         gV(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
605       I         myThid )       I         myThid )
606            ENDIF
607    
608  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef ALLOW_OBCS
609  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
610           IF (useOBCS) THEN          IF ( useOBCS ) THEN
611             DO K=1,Nr  C--      but first save intermediate velocities to be used in the
612               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )  C        next time step for the Stevens boundary conditions
613             ENDDO            CALL OBCS_SAVE_UV_N(
614           END IF       I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, 0,
615  #endif   /* ALLOW_OBCS */       I        gU, gV, myThid )
616              CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, 0, gU, gV, myThid )
617            ENDIF
618    #endif /* ALLOW_OBCS */
619    
620  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
621            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
622  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
623            idkey = iikey + 5  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
624  #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, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU, recip_hFacW(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
628       U         vVelD,       U         vVelD(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
629       I         myThid )       I         myThid )
630  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
631            idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
632  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
633            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
634       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
635       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV, recip_hFacS(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
636       U         uVelD,       U         uVelD(1-OLx,1-OLy,1,bi,bj),
637       I         myThid )       I         myThid )
 #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */  
 C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  
638          ENDIF          ENDIF
639    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
640  Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU  C--     End implicit Vertical advection & viscosity
641  c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)  
642  c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
643  c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1  
644  c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)  #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
645  c       ENDIF  C--   Step forward W field in N-H algorithm
646  Cjmc(end)          IF ( nonHydrostatic ) THEN
647    #ifdef ALLOW_DEBUG
648  #ifdef ALLOW_TIMEAVE           IF (debugMode) CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
649          IF (taveFreq.GT.0.) THEN  #endif
650            CALL TIMEAVE_CUMULATE(phiHydtave, phiHyd, Nr,           CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
651       I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)           CALL CALC_GW(
652            IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN       I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
653              CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,       I                 str13, str23, str33,
654       I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)       I                 viscAh3d_00, viscAh3d_13, viscAh3d_23,
655            ENDIF       I                 myTime, myIter, myThid )
656          ENDIF          ENDIF
657  #endif /* ALLOW_TIMEAVE */          IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
658         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
659            IF ( nonHydrostatic )
660         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
661    #endif
662    
663    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
664    
665    C-    end of bi,bj loops
666         ENDDO         ENDDO
667        ENDDO        ENDDO
668    
669    #ifdef ALLOW_OBCS
670          IF (useOBCS) THEN
671            CALL OBCS_EXCHANGES( myThid )
672          ENDIF
673    #endif
674    
675    Cml(
676    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
677    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
678    C     has to be removed by something like the following subroutine:
679    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskInC, maskInC, rA, drF,
680    C     &                     'phiHydLow', myTime, myThid )
681    Cml)
682    
683    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
684          IF ( useDiagnostics ) THEN
685    
686           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
687           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
688    
689           tmpFac = 1. _d 0
690           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
691         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
692    
693           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
694         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
695    
696          ENDIF
697    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
698    
699    #ifdef ALLOW_DEBUG
700          IF ( debugLevel .GE. debLevD ) THEN
701           CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
702           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
703           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
704           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
705           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
706           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
707           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
708           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
709    #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
710           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
711           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
712           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
713           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
714    #endif
715          ENDIF
716    #endif
717    
718    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
719    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
720    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
721    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
722          IF ( debugLevel .GE. debLevE ) THEN
723           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
724          ENDIF
725    #endif
726    
727    #ifdef ALLOW_DEBUG
728          IF (debugMode) CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
729    #endif
730    
731        RETURN        RETURN
732        END        END
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