/[MITgcm]/MITgcm/model/src/dynamics.F
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revision 1.43 by adcroft, Mon May 24 15:42:23 1999 UTC revision 1.68 by adcroft, Tue May 29 14:01:37 2001 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
5    
# Line 25  C     \================================= Line 26  C     \=================================
26  C     == Global variables ===  C     == Global variables ===
27  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
28  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "CG2D.h"  
29  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
30  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
31  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
32  #ifdef ALLOW_KPP  
33  #include "KPPMIX.h"  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
34    # include "tamc.h"
35    # include "tamc_keys.h"
36    # include "FFIELDS.h"
37    # ifdef ALLOW_KPP
38    #  include "KPP.h"
39    # endif
40    # ifdef ALLOW_GMREDI
41    #  include "GMREDI.h"
42    # endif
43    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
44    
45    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
46    #include "TIMEAVE_STATV.h"
47  #endif  #endif
48    
49  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
50  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime - Current time in simulation
51  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter - Current iteration number in simulation
52  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.
       INTEGER myThid  
53        _RL myTime        _RL myTime
54        INTEGER myIter        INTEGER myIter
55          INTEGER myThid
56    
57  C     == Local variables  C     == Local variables
58  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas  C     xA, yA                 - Per block temporaries holding face areas
59  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow  C     uTrans, vTrans, rTrans - Per block temporaries holding flow
60  C                              transport  C                              transport
61  C     rVel                     o uTrans: Zonal transport  C                              o uTrans: Zonal transport
62  C                              o vTrans: Meridional transport  C                              o vTrans: Meridional transport
63  C                              o rTrans: Vertical transport  C                              o rTrans: Vertical transport
64  C                              o rVel:   Vertical velocity at upper and  C     maskUp                   o maskUp: land/water mask for W points
65  C                                        lower cell faces.  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
 C     maskC,maskUp             o maskC: land/water mask for tracer cells  
 C                              o maskUp: land/water mask for W points  
 C     aTerm, xTerm, cTerm    - Work arrays for holding separate terms in  
 C     mTerm, pTerm,            tendency equations.  
 C     fZon, fMer, fVer[STUV]   o aTerm: Advection term  
 C                              o xTerm: Mixing term  
 C                              o cTerm: Coriolis term  
 C                              o mTerm: Metric term  
 C                              o pTerm: Pressure term  
 C                              o fZon: Zonal flux term  
 C                              o fMer: Meridional flux term  
 C                              o fVer: Vertical flux term - note fVer  
66  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                      is "pipelined" in the vertical
67  C                                      so we need an fVer for each  C                                      so we need an fVer for each
68  C                                      variable.  C                                      variable.
69  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.  
70  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.
71  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic
72  C                      pressure anomaly  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly
73  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential
74  C                      surface height  C                      surface height anomaly.
75  C                      anomaly.  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)
76  C     etaSurfX,      - Holds surface elevation gradient in X and Y.  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction
 C     etaSurfY  
 C     K13, K23, K33  - Non-zero elements of small-angle approximation  
 C                      diffusion tensor.  
 C     KapGM          - Spatially varying Visbeck et. al mixing coeff.  
77  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.  C     KappaRT,       - Total diffusion in vertical for T and S.
78  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).  C     KappaRS          (background + spatially varying, isopycnal term).
79  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
80  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
81  C     bi, bj  C     bi, bj
82  C     k, kUp,        - Index for layer above and below. kUp and kDown  C     k, kup,        - Index for layer above and below. kup and kDown
83  C     kDown, kM1       are switched with layer to be the appropriate  C     kDown, km1       are switched with layer to be the appropriate
84  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
85    C     tauAB - Adams-Bashforth timestepping weight: 0=forward ; 1/2=Adams-Bashf.
86        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS xA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS yA      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
88        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
90        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rTrans  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rVel    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)  
       _RS maskC   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
91        _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)  
92        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerT   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
93        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerS   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
94        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
95        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
96        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
97        _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)  
98        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL buoyKM1 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _RL buoyK   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL rhotmp  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL etaSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL etaSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL K13     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K23     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL K33     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL KapGM   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
101        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRT (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
102        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRS (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
103        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
104        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
105          _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
106          _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
107          _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
108          _RL tauAB
109    
110    C This is currently used by IVDC and Diagnostics
111          _RL ConvectCount (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
112    
113        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
114        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
115        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
116        INTEGER i, j        INTEGER i, j
117        INTEGER k, kM1, kUp, kDown        INTEGER k, km1, kup, kDown
       LOGICAL BOTTOM_LAYER  
118    
119    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
120    c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff
121    c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
122    c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
123    Cjmc(end)
124    
125  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
126  C  C
127  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 145  C Line 135  C
135  C       "Calculation of Gs"  C       "Calculation of Gs"
136  C       ===================  C       ===================
137  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.  C       This is where all the accelerations and tendencies (ie.
138  C       phiHydysics, parameterizations etc...) are calculated  C       physics, parameterizations etc...) are calculated
 C         rVel = sum_r ( div. u[n] )  
139  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )  C         rho = rho ( theta[n], salt[n] )
140  C         b   = b(rho, theta)  C         b   = b(rho, theta)
141  C         K31 = K31 ( rho )  C         K31 = K31 ( rho )
142  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gu[n] = Gu( u[n], v[n], wVel, b, ... )
143  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], rVel, b, ... )  C         Gv[n] = Gv( u[n], v[n], wVel, b, ... )
144  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gt[n] = Gt( theta[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
145  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], rVel, K31, ... )  C         Gs[n] = Gs( salt[n], u[n], v[n], wVel, K31, ... )
146  C  C
147  C       "Time-stepping" or "Prediction"  C       "Time-stepping" or "Prediction"
148  C       ================================  C       ================================
# Line 177  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] = Line 166  C         (1 + dt * K * d_zz) theta[n] =
166  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = salt*
167  C---  C---
168    
169    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
170    C--   dummy statement to end declaration part
171          ikey = 1
172    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
173    
174  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
175  C     These inital values do not alter the numerical results. They  C     These inital values do not alter the numerical results. They
176  C     just ensure that all memory references are to valid floating  C     just ensure that all memory references are to valid floating
# Line 188  C     uninitialised but inert locations. Line 182  C     uninitialised but inert locations.
182          yA(i,j)      = 0. _d 0          yA(i,j)      = 0. _d 0
183          uTrans(i,j)  = 0. _d 0          uTrans(i,j)  = 0. _d 0
184          vTrans(i,j)  = 0. _d 0          vTrans(i,j)  = 0. _d 0
185          aTerm(i,j)   = 0. _d 0          DO k=1,Nr
186          xTerm(i,j)   = 0. _d 0           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0
187          cTerm(i,j)   = 0. _d 0           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
188          mTerm(i,j)   = 0. _d 0           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
189          pTerm(i,j)   = 0. _d 0           sigmaX(i,j,k) = 0. _d 0
190          fZon(i,j)    = 0. _d 0           sigmaY(i,j,k) = 0. _d 0
191          fMer(i,j)    = 0. _d 0           sigmaR(i,j,k) = 0. _d 0
         DO K=1,Nr  
          phiHyd (i,j,k)  = 0. _d 0  
          K13(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K23(i,j,k)  = 0. _d 0  
          K33(i,j,k)  = 0. _d 0  
          KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0  
          KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0  
192          ENDDO          ENDDO
193          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0          rhoKM1 (i,j) = 0. _d 0
194          rhok   (i,j) = 0. _d 0          rhok   (i,j) = 0. _d 0
195          rhoKP1 (i,j) = 0. _d 0          phiSurfX(i,j) = 0. _d 0
196          rhoTMP (i,j) = 0. _d 0          phiSurfY(i,j) = 0. _d 0
         buoyKM1(i,j) = 0. _d 0  
         buoyK  (i,j) = 0. _d 0  
         maskC  (i,j) = 0. _d 0  
197         ENDDO         ENDDO
198        ENDDO        ENDDO
199    
200    
201    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
202    C--   HPF directive to help TAMC
203    CHPF$ INDEPENDENT
204    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
205    
206        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
207    
208    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
209    C--    HPF directive to help TAMC
210    CHPF$  INDEPENDENT, NEW (rTrans,fVerT,fVerS,fVerU,fVerV
211    CHPF$&                  ,phiHyd,utrans,vtrans,xA,yA
212    CHPF$&                  ,KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV
213    CHPF$&                  )
214    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
215    
216         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
217    
218    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
219              act1 = bi - myBxLo(myThid)
220              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
221    
222              act2 = bj - myByLo(myThid)
223              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
224    
225              act3 = myThid - 1
226              max3 = nTx*nTy
227    
228              act4 = ikey_dynamics - 1
229    
230              ikey = (act1 + 1) + act2*max1
231         &                      + act3*max1*max2
232         &                      + act4*max1*max2*max3
233    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
234    
235  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--     Set up work arrays that need valid initial values
236          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
237           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
238            rTrans(i,j)   = 0. _d 0            rTrans(i,j)   = 0. _d 0
           rVel  (i,j,1) = 0. _d 0  
           rVel  (i,j,2) = 0. _d 0  
239            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0            fVerT (i,j,1) = 0. _d 0
240            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0            fVerT (i,j,2) = 0. _d 0
241            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0            fVerS (i,j,1) = 0. _d 0
# Line 231  C--     Set up work arrays that need val Line 244  C--     Set up work arrays that need val
244            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU (i,j,2) = 0. _d 0
245            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV (i,j,1) = 0. _d 0
246            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV (i,j,2) = 0. _d 0
247            phiHyd(i,j,1) = 0. _d 0           ENDDO
248            K13   (i,j,1) = 0. _d 0          ENDDO
249            K23   (i,j,1) = 0. _d 0  
250            K33   (i,j,1) = 0. _d 0          DO k=1,Nr
251            KapGM (i,j)   = GMkbackground           DO j=1-OLy,sNy+OLy
252              DO i=1-OLx,sNx+OLx
253    C This is currently also used by IVDC and Diagnostics
254               ConvectCount(i,j,k) = 0.
255               KappaRT(i,j,k) = 0. _d 0
256               KappaRS(i,j,k) = 0. _d 0
257              ENDDO
258           ENDDO           ENDDO
259          ENDDO          ENDDO
260    
# Line 245  C--     Set up work arrays that need val Line 264  C--     Set up work arrays that need val
264          jMax = sNy+OLy          jMax = sNy+OLy
265    
266    
267          K = 1  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
268          BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
269    CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
270    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
271    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
272    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
273    
274    C--     Start of diagnostic loop
275            DO k=Nr,1,-1
276    
277    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
278    C? Patrick, is this formula correct now that we change the loop range?
279    C? Do we still need this?
280    cph kkey formula corrected.
281    cph Needed for rhok, rhokm1, in the case useGMREDI.
282             kkey = (ikey-1)*Nr + k
283    CADJ STORE rhokm1(:,:) = comlev1_bibj_k ,       key=kkey, byte=isbyte
284    CADJ STORE rhok  (:,:) = comlev1_bibj_k ,       key=kkey, byte=isbyte
285    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
286    
287    C--       Integrate continuity vertically for vertical velocity
288              CALL INTEGRATE_FOR_W(
289         I                         bi, bj, k, uVel, vVel,
290         O                         wVel,
291         I                         myThid )
292    
293    #ifdef    ALLOW_OBCS
294    #ifdef    ALLOW_NONHYDROSTATIC
295    C--       Apply OBC to W if in N-H mode
296              IF (useOBCS.AND.nonHydrostatic) THEN
297                CALL OBCS_APPLY_W( bi, bj, k, wVel, myThid )
298              ENDIF
299    #endif    /* ALLOW_NONHYDROSTATIC */
300    #endif    /* ALLOW_OBCS */
301    
302    C--       Calculate gradients of potential density for isoneutral
303    C         slope terms (e.g. GM/Redi tensor or IVDC diffusivity)
304    c         IF ( k.GT.1 .AND. (useGMRedi.OR.ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
305              IF ( useGMRedi .OR. (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) ) THEN
306    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
307    CADJ STORE theta(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
308    CADJ STORE salt (:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
309    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
310                CALL FIND_RHO(
311         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, k, eosType,
312         I        theta, salt,
313         O        rhoK,
314         I        myThid )
315                IF (k.GT.1) THEN
316    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
317    CADJ STORE theta(:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
318    CADJ STORE salt (:,:,k-1,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
319    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
320                 CALL FIND_RHO(
321         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k-1, k, eosType,
322         I        theta, salt,
323         O        rhoKm1,
324         I        myThid )
325                ENDIF
326                CALL GRAD_SIGMA(
327         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
328         I             rhoK, rhoKm1, rhoK,
329         O             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
330         I             myThid )
331              ENDIF
332    
333    C--       Implicit Vertical Diffusion for Convection
334    c ==> should use sigmaR !!!
335              IF (k.GT.1 .AND. ivdc_kappa.NE.0.) THEN
336                CALL CALC_IVDC(
337         I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
338         I        rhoKm1, rhoK,
339         U        ConvectCount, KappaRT, KappaRS,
340         I        myTime, myIter, myThid)
341              ENDIF
342    
343  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  C--     end of diagnostic k loop (Nr:1)
344  C--     Calculate gradient of surface pressure          ENDDO
         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) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K, myThid )  
 #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) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  
 #endif  
         ENDIF  
 #endif  
 C--     Density of 1st level (below W(1)) reference to level 1  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
         CALL FIND_RHO(  
      I     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, K, eosType,  
      O     rhoKm1,  
      I     myThid )  
 #endif  
345    
346          IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
347  #ifdef ALLOW_KPP  cph avoids recomputation of integrate_for_w
348       &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
349  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
350       &     ) THEN  
351  C--      Check static stability with layer below  #ifdef  ALLOW_OBCS
352  C--      and mix as needed.  C--     Calculate future values on open boundaries
353  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL          IF (useOBCS) THEN
354           CALL FIND_RHO(            CALL OBCS_CALC( bi, bj, myTime+deltaT,
355       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K+1, K, eosType,       I            uVel, vVel, wVel, theta, salt,
356       O      rhoKp1,       I            myThid )
      I      myThid )  
 #endif  
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
          CALL CONVECT(  
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoKm1,rhoKp1,  
      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  
357          ENDIF          ENDIF
358  C--     Calculate buoyancy  #endif  /* ALLOW_OBCS */
359          CALL CALC_BUOYANCY(  
360       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,rhoKm1,  C--     Determines forcing terms based on external fields
361       O      buoyKm1,  C       relaxation terms, etc.
362       I      myThid )          CALL EXTERNAL_FORCING_SURF(
363  C--     Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
364  C--     phiHyd(z=0)=0       I             myThid )
365          CALL CALC_PHI_HYD(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
366       I      bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,buoyKm1,buoyKm1,  cph needed for KPP
367       U      phiHyd,  CADJ STORE surfacetendencyU(:,:,bi,bj)
368       I      myThid )  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
369    CADJ STORE surfacetendencyV(:,:,bi,bj)
370          DO K=2,Nr  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
371           BOTTOM_LAYER = K .EQ. Nr  CADJ STORE surfacetendencyS(:,:,bi,bj)
372  #ifdef DO_PIPELINED_CORRECTION_STEP  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
373           IF ( .NOT. BOTTOM_LAYER ) THEN  CADJ STORE surfacetendencyT(:,:,bi,bj)
374  C--       Update fields in layer below according to tendency terms  CADJ &     = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
375            CALL CORRECTION_STEP(  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
376       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,  
377       I         etaSurfX,etaSurfY,myTime,myThid)  #ifdef  ALLOW_GMREDI
378  #ifdef ALLOW_OBCS  
379            IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS1( bi, bj, K+1, myThid )  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
380  #endif  CADJ STORE sigmaX(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
381           ENDIF  CADJ STORE sigmaY(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
382  #endif  CADJ STORE sigmaR(:,:,:) = comlev1, key=ikey, byte=isbyte
383  C--      Density of K level (below W(K)) reference to K level  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
384  #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  C--     Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation
385           CALL FIND_RHO(          IF (useGMRedi) THEN
386       I      bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K, K, eosType,            DO k=1,Nr
387       O      rhoK,              CALL GMREDI_CALC_TENSOR(
388       I      myThid )       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
389  #endif       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
390           IF (       (.NOT. BOTTOM_LAYER)       I             myThid )
 #ifdef ALLOW_KPP  
      &       .AND. (.NOT.usingKPPmixing) ! CONVECT not needed with KPP mixing  
 #endif  
      &      ) 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  
           CALL FIND_RHO(  
      I       bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  K+1, K, eosType,  
      O       rhoKp1,  
      I       myThid )  
 #endif  
 #ifdef  INCLUDE_CONVECT_CALL  
           CALL CONVECT(  
      I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K+1,rhoK,rhoKp1,  
      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       rhoK,  
      I       myThid )  
 #endif  
          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,  
      I        myThid )  
 C--      Calculate iso-neutral slopes for the GM/Redi parameterisation  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
          CALL FIND_RHO(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K-1, K, eosType,  
      O        rhoTmp,  
      I        myThid )  
 #endif  
 #ifdef  INCLUDE_CALC_ISOSLOPES_CALL  
          CALL CALC_ISOSLOPES(  
      I        bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I        rhoKm1, rhoK, rhotmp,  
      O        K13, K23, K33, KapGM,  
      I        myThid )  
 #endif  
          DO J=jMin,jMax  
           DO I=iMin,iMax  
 #ifdef  INCLUDE_FIND_RHO_CALL  
            rhoKm1 (I,J) = rhoK(I,J)  
 #endif  
            buoyKm1(I,J) = buoyK(I,J)  
391            ENDDO            ENDDO
392           ENDDO  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
393          ENDDO ! K          ELSE
394              DO k=1, Nr
395                CALL GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
396         I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k,
397         I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
398         I             myThid )
399              ENDDO
400    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
401            ENDIF
402    
403  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
404    CADJ STORE Kwx(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
405    CADJ STORE Kwy(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
406    CADJ STORE Kwz(:,:,:,bi,bj)   = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
407    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
408    
409    #endif  /* ALLOW_GMREDI */
410    
411    #ifdef  ALLOW_KPP
412  C--     Compute KPP mixing coefficients  C--     Compute KPP mixing coefficients
413          IF (usingKPPmixing) THEN          IF (useKPP) THEN
414           CALL TIMER_START('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'            CALL KPP_CALC(
415       I          , myThid)       I                  bi, bj, myTime, myThid )
416           CALL KVMIX(  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
417       I               bi, bj, myTime, myThid )          ELSE
418           CALL TIMER_STOP ('KVMIX (FIND KPP COEFFICIENTS) [DYNAMICS]'            CALL KPP_CALC_DUMMY(
419       I        , myThid)       I                  bi, bj, myTime, myThid )
420    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
421          ENDIF          ENDIF
 #endif  
422    
423          DO K = Nr, 1, -1  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
424    CADJ STORE KPPghat   (:,:,:,bi,bj)
425    CADJ &   , KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
426    CADJ &   , KPPdiffKzT(:,:,:,bi,bj)
427    CADJ &   , KPPdiffKzS(:,:,:,bi,bj)
428    CADJ &   , KPPfrac   (:,:  ,bi,bj)
429    CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte
430    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
431    
432    #endif  /* ALLOW_KPP */
433    
434    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
435    CADJ STORE KappaRT(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
436    CADJ STORE KappaRS(:,:,:)     = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
437    CADJ STORE theta(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
438    CADJ STORE salt (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
439    CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
440    CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte
441    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
442    
443    #ifdef ALLOW_AIM
444    C       AIM - atmospheric intermediate model, physics package code.
445    C note(jmc) : phiHyd=0 at this point but is not really used in Molteni Physics
446            IF ( useAIM ) THEN
447             CALL TIMER_START('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
448             CALL AIM_DO_ATMOS_PHYSICS( phiHyd, myTime, myThid )
449             CALL TIMER_STOP ('AIM_DO_ATMOS_PHYS      [DYNAMICS]', myThid)
450            ENDIF
451    #endif /* ALLOW_AIM */
452    
453    
454           kM1  =max(1,k-1)   ! Points to level above k (=k-1)  C--     Start of thermodynamics loop
455           kUp  =1+MOD(k+1,2) ! Cycles through 1,2 to point to layer above          DO k=Nr,1,-1
456           kDown=1+MOD(k,2)   ! Cycles through 2,1 to point to current layer  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
457           iMin = 1-OLx+2  C? Patrick Is this formula correct?
458           iMax = sNx+OLx-1  cph Yes, but I rewrote it.
459           jMin = 1-OLy+2  cph Also, the KappaR? need the index and subscript k!
460           jMax = sNy+OLy-1           kkey = (ikey-1)*Nr + k
461    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
462    
463    C--       km1    Points to level above k (=k-1)
464    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
465    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
466    
467              km1  = MAX(1,k-1)
468              kup  = 1+MOD(k+1,2)
469              kDown= 1+MOD(k,2)
470    
471              iMin = 1-OLx+2
472              iMax = sNx+OLx-1
473              jMin = 1-OLy+2
474              jMax = sNy+OLy-1
475    
476  C--      Get temporary terms used by tendency routines  C--      Get temporary terms used by tendency routines
477           CALL CALC_COMMON_FACTORS (           CALL CALC_COMMON_FACTORS (
478       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kM1,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
479       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,rVel,maskC,maskUp,       O        xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
480       I        myThid)       I        myThid)
481    
482    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
483    CADJ STORE KappaRT(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
484    CADJ STORE KappaRS(:,:,k)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
485    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
486    
487  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
488  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--      Calculate the total vertical diffusivity
489           CALL CALC_DIFFUSIVITY(           CALL CALC_DIFFUSIVITY(
490       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
491       I        maskC,maskUp,KapGM,K33,       I        maskUp,
492       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,       O        KappaRT,KappaRS,KappaRU,KappaRV,
493       I        myThid)       I        myThid)
494  #endif  #endif
495  C--      Calculate accelerations in the momentum equations  
496           IF ( momStepping ) THEN  C--      Calculate active tracer tendencies (gT,gS,...)
497            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)  
          ENDIF  
 C--      Calculate active tracer tendencies  
498           IF ( tempStepping ) THEN           IF ( tempStepping ) THEN
499            CALL CALC_GT(             CALL CALC_GT(
500       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
501       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
502       I         K13,K23,KappaRT,KapGM,       I         KappaRT,
503       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerT,       U         fVerT,
504       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
505               tauAB = 0.5d0 + abEps
506               CALL TIMESTEP_TRACER(
507         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
508         I         theta, gT,
509         U         gTnm1,
510         I         myIter, myThid)
511           ENDIF           ENDIF
512           IF ( saltStepping ) THEN           IF ( saltStepping ) THEN
513            CALL CALC_GS(             CALL CALC_GS(
514       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,kM1,kUp,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax, k,km1,kup,kDown,
515       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,maskC,       I         xA,yA,uTrans,vTrans,rTrans,maskUp,
516       I         K13,K23,KappaRS,KapGM,       I         KappaRS,
517       U         aTerm,xTerm,fZon,fMer,fVerS,       U         fVerS,
518       I         myTime, myThid)       I         myTime, myThid)
519               tauAB = 0.5d0 + abEps
520               CALL TIMESTEP_TRACER(
521         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,tauAB,
522         I         salt, gS,
523         U         gSnm1,
524         I         myIter, myThid)
525           ENDIF           ENDIF
526  C--      Prediction step (step forward all model variables)  
527           CALL TIMESTEP(  #ifdef   ALLOW_OBCS
      I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  
      I       myThid)  
 #ifdef ALLOW_OBCS  
528  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
529           IF (openBoundaries) CALL APPLY_OBCS2( bi, bj, K, myThid )           IF (useOBCS) THEN
530  #endif             CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
531             END IF
532    #endif   /* ALLOW_OBCS */
533    
534  C--      Freeze water  C--      Freeze water
535           IF (allowFreezing)           IF (allowFreezing) THEN
536       &   CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, K, myThid )  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
537  C--      Diagnose barotropic divergence of predicted fields  CADJ STORE gTNm1(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k
538           CALL CALC_DIV_GHAT(  CADJ &   , key = kkey, byte = isbyte
539       I       bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,K,  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
540       I       xA,yA,              CALL FREEZE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax, k, myThid )
541       I       myThid)           END IF
542    
543  C--      Cumulative diagnostic calculations (ie. time-averaging)  C--     end of thermodynamic k loop (Nr:1)
544  #ifdef INCLUDE_DIAGNOSTICS_INTERFACE_CODE          ENDDO
545           IF (taveFreq.GT.0.) THEN  
           CALL DO_TIME_AVERAGES(  
      I                           myTime, myIter, bi, bj, K, kUp, kDown,  
      I                           K13, K23, rVel, KapGM,  
      I                           myThid )  
          ENDIF  
 #endif  
546    
547          ENDDO ! K  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
548    C? Patrick? What about this one?
549    cph Keys iikey and idkey don't seem to be needed
550    cph since storing occurs on different tape for each
551    cph impldiff call anyways.
552    cph Thus, common block comlev1_impl isn't needed either.
553    cph Storing below needed in the case useGMREDI.
554            iikey = (ikey-1)*maximpl
555    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
556    
557  C--     Implicit diffusion  C--     Implicit diffusion
558          IF (implicitDiffusion) THEN          IF (implicitDiffusion) THEN
559           IF (tempStepping) CALL IMPLDIFF(  
560             IF (tempStepping) THEN
561    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
562                idkey = iikey + 1
563    CADJ STORE gTNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
564    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
565                CALL IMPLDIFF(
566       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
567       I         deltaTtracer, KappaRT,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRT, recip_HFacC,
568       U         gTNm1,       U         gTNm1,
569       I         myThid )       I         myThid )
570           IF (saltStepping) CALL IMPLDIFF(           ENDIF
571    
572             IF (saltStepping) THEN
573    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
574             idkey = iikey + 2
575    CADJ STORE gSNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
576    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
577                CALL IMPLDIFF(
578       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
579       I         deltaTtracer, KappaRS,recip_HFacC,       I         deltaTtracer, KappaRS, recip_HFacC,
580       U         gSNm1,       U         gSNm1,
581       I         myThid )       I         myThid )
582           IF (momStepping) THEN           ENDIF
583    
584    #ifdef   ALLOW_OBCS
585    C--      Apply open boundary conditions
586             IF (useOBCS) THEN
587               DO K=1,Nr
588                 CALL OBCS_APPLY_TS( bi, bj, k, gTnm1, gSnm1, myThid )
589               ENDDO
590             END IF
591    #endif   /* ALLOW_OBCS */
592    
593    C--     End If implicitDiffusion
594            ENDIF
595    
596    C--     Start computation of dynamics
597            iMin = 1-OLx+2
598            iMax = sNx+OLx-1
599            jMin = 1-OLy+2
600            jMax = sNy+OLy-1
601    
602    C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
603    C       (note: this loop will be replaced by CALL CALC_GRAD_ETA)
604            IF (implicSurfPress.NE.1.) THEN
605              CALL CALC_GRAD_PHI_SURF(
606         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
607         I         etaN,
608         O         phiSurfX,phiSurfY,
609         I         myThid )                        
610            ENDIF
611    
612    C--     Start of dynamics loop
613            DO k=1,Nr
614    
615    C--       km1    Points to level above k (=k-1)
616    C--       kup    Cycles through 1,2 to point to layer above
617    C--       kDown  Cycles through 2,1 to point to current layer
618    
619              km1  = MAX(1,k-1)
620              kup  = 1+MOD(k+1,2)
621              kDown= 1+MOD(k,2)
622    
623    C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
624    C        phiHyd(z=0)=0
625    C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping
626             IF (staggerTimeStep) THEN
627               CALL CALC_PHI_HYD(
628         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
629         I        gTnm1, gSnm1,
630         U        phiHyd,
631         I        myThid )
632             ELSE
633               CALL CALC_PHI_HYD(
634         I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
635         I        theta, salt,
636         U        phiHyd,
637         I        myThid )
638             ENDIF
639    
640    C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
641    C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...
642             IF ( momStepping ) THEN
643               CALL CALC_MOM_RHS(
644         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
645         I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,
646         U         fVerU, fVerV,
647         I         myTime, myThid)
648               CALL TIMESTEP(
649         I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
650         I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,
651         I         myIter, myThid)
652    
653    #ifdef   ALLOW_OBCS
654    C--      Apply open boundary conditions
655             IF (useOBCS) THEN
656               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
657             END IF
658    #endif   /* ALLOW_OBCS */
659    
660    #ifdef   ALLOW_AUTODIFF_TAMC
661    #ifdef   INCLUDE_CD_CODE
662             ELSE
663               DO j=1-OLy,sNy+OLy
664                 DO i=1-OLx,sNx+OLx
665                   guCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
666                   gvCD(i,j,k,bi,bj) = 0.0
667                 END DO
668               END DO
669    #endif   /* INCLUDE_CD_CODE */
670    #endif   /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
671             ENDIF
672    
673    
674    C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
675            ENDDO
676    
677    
678    
679    C--     Implicit viscosity
680            IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN
681    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
682              idkey = iikey + 3
683    CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
684    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
685            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
686       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
687       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
688       U         gUNm1,       U         gUNm1,
689       I         myThid )       I         myThid )
690    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
691              idkey = iikey + 4
692    CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
693    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
694            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
695       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
696       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
697       U         gVNm1,       U         gVNm1,
698       I         myThid )       I         myThid )
699  #ifdef INCLUDE_CD_CODE  
700    #ifdef   ALLOW_OBCS
701    C--      Apply open boundary conditions
702             IF (useOBCS) THEN
703               DO K=1,Nr
704                 CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )
705               ENDDO
706             END IF
707    #endif   /* ALLOW_OBCS */
708    
709    #ifdef    INCLUDE_CD_CODE
710    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
711              idkey = iikey + 5
712    CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
713    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
714            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
715       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
716       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,
717       U         vVelD,       U         vVelD,
718       I         myThid )       I         myThid )
719    #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
720              idkey = iikey + 6
721    CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte
722    #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
723            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
724       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
725       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,
726       U         uVelD,       U         uVelD,
727       I         myThid )       I         myThid )
728  #endif  #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */
729           ENDIF ! momStepping  C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping
730          ENDIF ! implicitDiffusion          ENDIF
731    
732    Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU
733    c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)
734    c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN
735    c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1
736    c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)
737    c       ENDIF
738    Cjmc(end)
739    
740    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
741            IF (taveFreq.GT.0.) THEN
742              CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,
743         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
744              IF (ivdc_kappa.NE.0.) THEN
745                CALL TIMEAVE_CUMULATE(ConvectCountTave, ConvectCount, Nr,
746         I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)
747              ENDIF
748            ENDIF
749    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
750    
751         ENDDO         ENDDO
752        ENDDO        ENDDO
753    
 C     write(0,*) 'dynamics: pS ',minval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:)),  
 C    &                           maxval(cg2d_x(1:sNx,1:sNy,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: U  ',minval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  
 C    &                           maxval(uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=uVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)  
 C     write(0,*) 'dynamics: V  ',minval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.),  
 C    &                           maxval(vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:),mask=vVel(1:sNx,1:sNy,1,:,:).NE.0.)  
 C     write(0,*) 'dynamics: rVel(1) ',  
 C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.),  
 C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,1),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,1).NE.0.)  
 C     write(0,*) 'dynamics: rVel(2) ',  
 C    &            minval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.),  
 C    &            maxval(rVel(1:sNx,1:sNy,2),mask=rVel(1:sNx,1:sNy,2).NE.0.)  
 cblk  write(0,*) 'dynamics: K13',minval(K13(1:sNx,1:sNy,:)),  
 cblk &                           maxval(K13(1:sNx,1:sNy,:))  
 cblk  write(0,*) 'dynamics: K23',minval(K23(1:sNx,1:sNy,:)),  
 cblk &                           maxval(K23(1:sNx,1:sNy,:))  
 cblk  write(0,*) 'dynamics: K33',minval(K33(1:sNx,1:sNy,:)),  
 cblk &                           maxval(K33(1:sNx,1:sNy,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: gT ',minval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(gT(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: T  ',minval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(Theta(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: gS ',minval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(gS(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: S  ',minval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:)),  
 C    &                           maxval(salt(1:sNx,1:sNy,:,:,:))  
 C     write(0,*) 'dynamics: phiHyd ',minval(phiHyd/(Gravity*Rhonil),mask=phiHyd.NE.0.),  
 C    &                           maxval(phiHyd/(Gravity*Rhonil))  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gU, ' GU exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gV, ' GV exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gS, ' GS exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( gT, ' GT exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
 C     CALL PLOT_FIELD_XYZRL( phiHyd, ' phiHyd exiting dyanmics ' ,  
 C    &Nr, 1, myThid )  
   
   
754        RETURN        RETURN
755        END        END
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