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revision 1.83.2.1 by adcroft, Tue Feb 26 16:04:47 2002 UTC revision 1.143 by gforget, Mon Oct 26 21:48:43 2009 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_OBCS
7    # include "OBCS_OPTIONS.h"
8    #endif
9    
10    #undef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
11    
12  CBOP  CBOP
13  C     !ROUTINE: DYNAMICS  C     !ROUTINE: DYNAMICS
# Line 29  C     | pressure such that the resulting Line 35  C     | pressure such that the resulting
35  C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:  C     | with the free-surface evolution or the rigid-lid:
36  C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P  C     |   U[n] = U* + dt x d/dx P
37  C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P  C     |   V[n] = V* + dt x d/dy P
38    C     |   W[n] = W* + dt x d/dz P  (NH mode)
39  C     |  C     |
40  C     | "Calculation of Gs"  C     | "Calculation of Gs"
41  C     | ===================  C     | ===================
# Line 72  C     == Global variables === Line 79  C     == Global variables ===
79  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
80  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
81  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
82  #include "GRID.h"  #ifdef ALLOW_CD_CODE
83  #ifdef ALLOW_PASSIVE_TRACER  #include "CD_CODE_VARS.h"
 #include "TR1.h"  
84  #endif  #endif
85    #include "GRID.h"
86  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
87  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
88  # include "tamc_keys.h"  # include "tamc_keys.h"
89  # include "FFIELDS.h"  # include "FFIELDS.h"
90    # include "EOS.h"
91  # ifdef ALLOW_KPP  # ifdef ALLOW_KPP
92  #  include "KPP.h"  #  include "KPP.h"
93  # endif  # endif
94  # ifdef ALLOW_GMREDI  # ifdef ALLOW_PTRACERS
95  #  include "GMREDI.h"  #  include "PTRACERS_SIZE.h"
96    #  include "PTRACERS_FIELDS.h"
97    # endif
98    # ifdef ALLOW_OBCS
99    #  include "OBCS.h"
100    #  ifdef ALLOW_PTRACERS
101    #   include "OBCS_PTRACERS.h"
102    #  endif
103    # endif
104    # ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
105    #  include "MOM_FLUXFORM.h"
106  # endif  # endif
107  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 #ifdef ALLOW_TIMEAVE  
 #include "TIMEAVE_STATV.h"  
 #endif  
108    
109  C     !CALLING SEQUENCE:  C     !CALLING SEQUENCE:
110  C     DYNAMICS()  C     DYNAMICS()
111  C      |  C      |
112    C      |-- CALC_EP_FORCING
113    C      |
114  C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF  C      |-- CALC_GRAD_PHI_SURF
115  C      |  C      |
116  C      |-- CALC_VISCOSITY  C      |-- CALC_VISCOSITY
117  C      |  C      |
118  C      |-- CALC_PHI_HYD    C      |-- CALC_PHI_HYD
119  C      |  C      |
120  C      |-- MOM_FLUXFORM    C      |-- MOM_FLUXFORM
121  C      |  C      |
122  C      |-- MOM_VECINV      C      |-- MOM_VECINV
123  C      |  C      |
124  C      |-- TIMESTEP        C      |-- TIMESTEP
125    C      |
126    C      |-- OBCS_APPLY_UV
127  C      |  C      |
128  C      |-- OBCS_APPLY_UV  C      |-- MOM_U_IMPLICIT_R
129    C      |-- MOM_V_IMPLICIT_R
130  C      |  C      |
131  C      |-- IMPLDIFF        C      |-- IMPLDIFF
132  C      |  C      |
133  C      |-- OBCS_APPLY_UV  C      |-- OBCS_APPLY_UV
134  C      |  C      |
135  C      |-- CALL TIMEAVE_CUMUL_1T  C      |-- CALC_GW
136  C      |-- CALL DEBUG_STATS_RL  C      |
137    C      |-- DIAGNOSTICS_FILL
138    C      |-- DEBUG_STATS_RL
139    
140  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
141  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
142  C     myTime - Current time in simulation  C     myTime :: Current time in simulation
143  C     myIter - Current iteration number in simulation  C     myIter :: Current iteration number in simulation
144  C     myThid - Thread number for this instance of the routine.  C     myThid :: Thread number for this instance of the routine.
145        _RL myTime        _RL myTime
146        INTEGER myIter        INTEGER myIter
147        INTEGER myThid        INTEGER myThid
148    
149  C     !LOCAL VARIABLES:  C     !LOCAL VARIABLES:
150  C     == Local variables  C     == Local variables
151  C     fVer[STUV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer  C     fVer[UV]               o fVer: Vertical flux term - note fVer
152  C                                      is "pipelined" in the vertical  C                                    is "pipelined" in the vertical
153  C                                      so we need an fVer for each  C                                    so we need an fVer for each
154  C                                      variable.  C                                    variable.
155  C     rhoK, rhoKM1   - Density at current level, and level above  C     phiHydC    :: hydrostatic potential anomaly at cell center
156  C     phiHyd         - Hydrostatic part of the potential phiHydi.  C                   In z coords phiHyd is the hydrostatic potential
157  C                      In z coords phiHydiHyd is the hydrostatic  C                      (=pressure/rho0) anomaly
158  C                      Potential (=pressure/rho0) anomaly  C                   In p coords phiHyd is the geopotential height anomaly.
159  C                      In p coords phiHydiHyd is the geopotential  C     phiHydF    :: hydrostatic potential anomaly at middle between 2 centers
160  C                      surface height anomaly.  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y directions) of hydrostatic potential anom.
161  C     phiSurfX, - gradient of Surface potentiel (Pressure/rho, ocean)  C     phiSurfX,  ::  gradient of Surface potential (Pressure/rho, ocean)
162  C     phiSurfY             or geopotentiel (atmos) in X and Y direction  C     phiSurfY             or geopotential (atmos) in X and Y direction
163    C     guDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
164    C     gvDissip   :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
165    C     KappaRU    :: vertical viscosity
166    C     KappaRV    :: vertical viscosity
167  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations  C     iMin, iMax     - Ranges and sub-block indices on which calculations
168  C     jMin, jMax       are applied.  C     jMin, jMax       are applied.
169  C     bi, bj  C     bi, bj
# Line 146  C     kDown, km1       are switched with Line 172  C     kDown, km1       are switched with
172  C                      index into fVerTerm.  C                      index into fVerTerm.
173        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
174        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
175        _RL phiHyd  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL phiHydF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
176        _RL rhokm1  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiHydC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
177        _RL rhok    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
178          _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
179        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
180        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL phiSurfY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
181          _RL guDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
182          _RL gvDissip(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
183        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRU (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
184        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL KappaRV (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
       _RL sigmaX  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaY  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
       _RL sigmaR  (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
185    
186        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
187        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
# Line 163  C                      index into fVerTe Line 189  C                      index into fVerTe
189        INTEGER i, j        INTEGER i, j
190        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown        INTEGER k, km1, kp1, kup, kDown
191    
192  Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
193  c     CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) suff        _RL tmpFac
194  c     LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
195  c     EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE  
196  Cjmc(end)  
   
197  C---    The algorithm...  C---    The algorithm...
198  C  C
199  C       "Correction Step"  C       "Correction Step"
# Line 214  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] = Line 239  C         (1 + dt * K * d_zz) salt[n] =
239  C---  C---
240  CEOP  CEOP
241    
242  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values  #ifdef ALLOW_DEBUG
243  C     These inital values do not alter the numerical results. They        IF ( debugLevel .GE. debLevB )
244  C     just ensure that all memory references are to valid floating       &   CALL DEBUG_ENTER( 'DYNAMICS', myThid )
245  C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to  #endif
246  C     uninitialised but inert locations.  
247        DO j=1-OLy,sNy+OLy  C-- Call to routine for calculation of
248         DO i=1-OLx,sNx+OLx  C   Eliassen-Palm-flux-forced U-tendency,
249          DO k=1,Nr  C   if desired:
250           phiHyd(i,j,k)  = 0. _d 0  #ifdef INCLUDE_EP_FORCING_CODE
251           KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0        CALL CALC_EP_FORCING(myThid)
252           KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0  #endif
          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  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
255  C--   HPF directive to help TAMC  C--   HPF directive to help TAMC
# Line 246  CHPF$ INDEPENDENT Line 261  CHPF$ INDEPENDENT
261  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
262  C--    HPF directive to help TAMC  C--    HPF directive to help TAMC
263  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV  CHPF$  INDEPENDENT, NEW (fVerU,fVerV
264  CHPF$&                  ,phiHyd  CHPF$&                  ,phiHydF
265  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV  CHPF$&                  ,KappaRU,KappaRV
266  CHPF$&                  )  CHPF$&                  )
267  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
# Line 261  CHPF$&                  ) Line 276  CHPF$&                  )
276            act3 = myThid - 1            act3 = myThid - 1
277            max3 = nTx*nTy            max3 = nTx*nTy
278            act4 = ikey_dynamics - 1            act4 = ikey_dynamics - 1
279            ikey = (act1 + 1) + act2*max1            idynkey = (act1 + 1) + act2*max1
280       &                      + act3*max1*max2       &                      + act3*max1*max2
281       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
282  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
283    
284  C--     Set up work arrays that need valid initial values  C--   Set up work arrays with valid (i.e. not NaN) values
285    C     These inital values do not alter the numerical results. They
286    C     just ensure that all memory references are to valid floating
287    C     point numbers. This prevents spurious hardware signals due to
288    C     uninitialised but inert locations.
289    
290    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
291            DO k=1,Nr
292             DO j=1-OLy,sNy+OLy
293              DO i=1-OLx,sNx+OLx
294               KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
295               KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
296    cph(
297    c--   need some re-initialisation here to break dependencies
298    cph)
299               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
300               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
301              ENDDO
302             ENDDO
303            ENDDO
304    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
305          DO j=1-OLy,sNy+OLy          DO j=1-OLy,sNy+OLy
306           DO i=1-OLx,sNx+OLx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
307            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,1) = 0. _d 0
308            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerU  (i,j,2) = 0. _d 0
309            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,1) = 0. _d 0
310            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0            fVerV  (i,j,2) = 0. _d 0
311              phiHydF (i,j)  = 0. _d 0
312              phiHydC (i,j)  = 0. _d 0
313              dPhiHydX(i,j)  = 0. _d 0
314              dPhiHydY(i,j)  = 0. _d 0
315              phiSurfX(i,j)  = 0. _d 0
316              phiSurfY(i,j)  = 0. _d 0
317              guDissip(i,j)  = 0. _d 0
318              gvDissip(i,j)  = 0. _d 0
319    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
320              phiHydLow(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
321    # ifdef NONLIN_FRSURF
322    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
323              dWtransC(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
324              dWtransU(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
325              dWtransV(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
326    #  endif
327    # endif
328    #endif
329           ENDDO           ENDDO
330          ENDDO          ENDDO
331    
332  C--     Start computation of dynamics  C--     Start computation of dynamics
333          iMin = 1-OLx+2          iMin = 0
334          iMax = sNx+OLx-1          iMax = sNx+1
335          jMin = 1-OLy+2          jMin = 0
336          jMax = sNy+OLy-1          jMax = sNy+1
337    
338  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
339  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key = ikey, byte = isbyte  CADJ STORE wvel (:,:,:,bi,bj) =
340    CADJ &     comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
341  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
342    
343  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)  C--     Explicit part of the Surface Potentiel Gradient (add in TIMESTEP)
# Line 293  C       (note: this loop will be replace Line 347  C       (note: this loop will be replace
347       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,
348       I         etaN,       I         etaN,
349       O         phiSurfX,phiSurfY,       O         phiSurfX,phiSurfY,
350       I         myThid )                               I         myThid )
351          ENDIF          ENDIF
352    
353  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
354  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE uvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
355  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE vvel (:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
356  #ifdef ALLOW_KPP  #ifdef ALLOW_KPP
357  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)  CADJ STORE KPPviscAz (:,:,:,bi,bj)
358  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=ikey, byte=isbyte  CADJ &                 = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
359  #endif /* ALLOW_KPP */  #endif /* ALLOW_KPP */
360  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
361    
362  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL  #ifdef  INCLUDE_CALC_DIFFUSIVITY_CALL
363  C--      Calculate the total vertical diffusivity  C--     Calculate the total vertical viscosity
364            CALL CALC_VISCOSITY(
365         I            bi,bj, iMin,iMax,jMin,jMax,
366         O            KappaRU, KappaRV,
367         I            myThid )
368    #else
369          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
370           CALL CALC_VISCOSITY(           DO j=1-OLy,sNy+OLy
371       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,            DO i=1-OLx,sNx+OLx
372       O        KappaRU,KappaRV,             KappaRU(i,j,k) = 0. _d 0
373       I        myThid)             KappaRV(i,j,k) = 0. _d 0
374         ENDDO            ENDDO
375             ENDDO
376            ENDDO
377  #endif  #endif
378    
379    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
380    CADJ STORE KappaRU(:,:,:)
381    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
382    CADJ STORE KappaRV(:,:,:)
383    CADJ &     = comlev1_bibj, key=idynkey, byte=isbyte
384    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
385    
386  C--     Start of dynamics loop  C--     Start of dynamics loop
387          DO k=1,Nr          DO k=1,Nr
388    
# Line 328  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p Line 396  C--       kDown  Cycles through 2,1 to p
396            kDown= 1+MOD(k,2)            kDown= 1+MOD(k,2)
397    
398  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
399           kkey = (ikey-1)*Nr + k           kkey = (idynkey-1)*Nr + k
400    c
401    CADJ STORE totphihyd (:,:,k,bi,bj)
402    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
403    CADJ STORE phihydlow (:,:,bi,bj)
404    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
405    CADJ STORE theta (:,:,k,bi,bj)
406    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
407    CADJ STORE salt  (:,:,k,bi,bj)
408    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
409    CADJ STORE gt(:,:,k,bi,bj)
410    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
411    CADJ STORE gs(:,:,k,bi,bj)
412    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
413    # ifdef NONLIN_FRSURF
414    cph-test
415    CADJ STORE  phiHydC (:,:)
416    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
417    CADJ STORE  phiHydF (:,:)
418    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
419    CADJ STORE  gudissip (:,:)
420    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
421    CADJ STORE  gvdissip (:,:)
422    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
423    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
424    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
425    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
426    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
427    CADJ STORE gu(:,:,k,bi,bj)
428    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
429    CADJ STORE gv(:,:,k,bi,bj)
430    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
431    CADJ STORE gunm1(:,:,k,bi,bj)
432    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
433    CADJ STORE gvnm1(:,:,k,bi,bj)
434    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
435    #  ifdef ALLOW_CD_CODE
436    CADJ STORE unm1(:,:,k,bi,bj)
437    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
438    CADJ STORE vnm1(:,:,k,bi,bj)
439    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
440    CADJ STORE uVelD(:,:,k,bi,bj)
441    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
442    CADJ STORE vVelD(:,:,k,bi,bj)
443    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
444    #  endif
445    # endif
446    # ifdef ALLOW_DEPTH_CONTROL
447    CADJ STORE  fVerU (:,:,:)
448    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
449    CADJ STORE  fVerV (:,:,:)
450    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
451    # endif
452  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
453    
454  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of  C--      Integrate hydrostatic balance for phiHyd with BC of
455  C        phiHyd(z=0)=0  C        phiHyd(z=0)=0
456  C        distinguishe between Stagger and Non Stagger time stepping           IF ( implicitIntGravWave ) THEN
          IF (staggerTimeStep) THEN  
457             CALL CALC_PHI_HYD(             CALL CALC_PHI_HYD(
458       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
459       I        gT, gS,       I        gT, gS,
460       U        phiHyd,       U        phiHydF,
461       I        myThid )       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
462         I        myTime, myIter, myThid )
463           ELSE           ELSE
464             CALL CALC_PHI_HYD(             CALL CALC_PHI_HYD(
465       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
466       I        theta, salt,       I        theta, salt,
467       U        phiHyd,       U        phiHydF,
468       I        myThid )       O        phiHydC, dPhiHydX, dPhiHydY,
469         I        myTime, myIter, myThid )
470           ENDIF           ENDIF
471    
472  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)  C--      Calculate accelerations in the momentum equations (gU, gV, ...)
473  C        and step forward storing the result in gUnm1, gVnm1, etc...  C        and step forward storing the result in gU, gV, etc...
474           IF ( momStepping ) THEN           IF ( momStepping ) THEN
475  #ifndef DISABLE_MOM_FLUXFORM  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
476             IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) CALL MOM_FLUXFORM(  # ifdef NONLIN_FRSURF
477    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
478    CADJ STORE dWtransC(:,:,bi,bj)
479    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
480    CADJ STORE dWtransU(:,:,bi,bj)
481    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
482    CADJ STORE dWtransV(:,:,bi,bj)
483    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
484    #  endif
485    # endif
486    #endif
487               IF (.NOT. vectorInvariantMomentum) THEN
488    #ifdef ALLOW_MOM_FLUXFORM
489    C
490                  CALL MOM_FLUXFORM(
491       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
492       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
493       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
494         O         guDissip, gvDissip,
495       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
496  #endif  #endif
497  #ifndef DISABLE_MOM_VECINV             ELSE
498             IF (vectorInvariantMomentum) CALL MOM_VECINV(  #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
499    C
500    # ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
501    #  ifdef NONLIN_FRSURF
502    CADJ STORE fVerU(:,:,:)
503    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
504    CADJ STORE fVerV(:,:,:)
505    CADJ &     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
506    #  endif
507    # endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
508    C
509                 CALL MOM_VECINV(
510       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kup,kDown,
511       I         phiHyd,KappaRU,KappaRV,       I         KappaRU, KappaRV,
512       U         fVerU, fVerV,       U         fVerU, fVerV,
513         O         guDissip, gvDissip,
514       I         myTime, myIter, myThid)       I         myTime, myIter, myThid)
515  #endif  #endif
516               ENDIF
517    C
518             CALL TIMESTEP(             CALL TIMESTEP(
519       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,       I         bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,
520       I         phiHyd, phiSurfX, phiSurfY,       I         dPhiHydX,dPhiHydY, phiSurfX, phiSurfY,
521       I         myIter, myThid)       I         guDissip, gvDissip,
522         I         myTime, myIter, myThid)
523    
524  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
525  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
526           IF (useOBCS) THEN             IF (useOBCS) THEN
527             CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
528           END IF             ENDIF
529  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
530    
 #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 */  
531           ENDIF           ENDIF
532    
533    
534  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)  C--     end of dynamics k loop (1:Nr)
535          ENDDO          ENDDO
536    
537    C--     Implicit Vertical advection & viscosity
538    #if (defined (INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE) && defined (ALLOW_MOM_COMMON))
539  C--     Implicit viscosity          IF ( momImplVertAdv ) THEN
540          IF (implicitViscosity.AND.momStepping) THEN            CALL MOM_U_IMPLICIT_R( kappaRU,
541         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
542              CALL MOM_V_IMPLICIT_R( kappaRV,
543         I                           bi, bj, myTime, myIter, myThid )
544            ELSEIF ( implicitViscosity ) THEN
545    #else /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
546            IF     ( implicitViscosity ) THEN
547    #endif /* INCLUDE_IMPLVERTADV_CODE */
548  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
549            idkey = iikey + 3  CADJ STORE KappaRU(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
550  CADJ STORE gUNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE gU(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
551  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
552            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
553       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
554       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         -1, KappaRU,recip_HFacW,
555       U         gUNm1,       U         gU,
556       I         myThid )       I         myThid )
557  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
558            idkey = iikey + 4  CADJ STORE KappaRV(:,:,:) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
559  CADJ STORE gVNm1(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  CADJ STORE gV(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
560  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
561            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
562       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
563       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         -2, KappaRV,recip_HFacS,
564       U         gVNm1,       U         gV,
565       I         myThid )       I         myThid )
566            ENDIF
567    
568  #ifdef   ALLOW_OBCS  #ifdef   ALLOW_OBCS
569  C--      Apply open boundary conditions  C--      Apply open boundary conditions
570           IF (useOBCS) THEN          IF ( useOBCS .AND.(implicitViscosity.OR.momImplVertAdv) ) THEN
571             DO K=1,Nr             DO K=1,Nr
572               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gUnm1, gVnm1, myThid )               CALL OBCS_APPLY_UV( bi, bj, k, gU, gV, myThid )
573             ENDDO             ENDDO
574           END IF          ENDIF
575  #endif   /* ALLOW_OBCS */  #endif   /* ALLOW_OBCS */
576    
577  #ifdef    INCLUDE_CD_CODE  #ifdef    ALLOW_CD_CODE
578            IF (implicitViscosity.AND.useCDscheme) THEN
579  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
580            idkey = iikey + 5  CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ STORE vVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
581  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
582            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
583       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
584       I         deltaTmom, KappaRU,recip_HFacW,       I         0, KappaRU,recip_HFacW,
585       U         vVelD,       U         vVelD,
586       I         myThid )       I         myThid )
587  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef    ALLOW_AUTODIFF_TAMC
588            idkey = iikey + 6  CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=idynkey, byte=isbyte
 CADJ STORE uVelD(:,:,:,bi,bj) = comlev1_bibj , key=ikey, byte=isbyte  
589  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif    /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
590            CALL IMPLDIFF(            CALL IMPLDIFF(
591       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I         bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
592       I         deltaTmom, KappaRV,recip_HFacS,       I         0, KappaRV,recip_HFacS,
593       U         uVelD,       U         uVelD,
594       I         myThid )       I         myThid )
 #endif    /* INCLUDE_CD_CODE */  
 C--     End If implicitViscosity.AND.momStepping  
595          ENDIF          ENDIF
596    #endif    /* ALLOW_CD_CODE */
597  Cjmc : add for phiHyd output <- but not working if multi tile per CPU  C--     End implicit Vertical advection & viscosity
598  c       IF ( DIFFERENT_MULTIPLE(dumpFreq,myTime+deltaTClock,myTime)  
599  c    &  .AND. buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) THEN  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
600  c         WRITE(suff,'(I10.10)') myIter+1  
601  c         CALL WRITE_FLD_XYZ_RL('PH.',suff,phiHyd,myIter+1,myThid)  #ifdef ALLOW_NONHYDROSTATIC
602  c       ENDIF  C--   Step forward W field in N-H algorithm
603  Cjmc(end)          IF ( nonHydrostatic ) THEN
604    #ifdef ALLOW_DEBUG
605  #ifdef ALLOW_TIMEAVE           IF ( debugLevel .GE. debLevB )
606          IF (taveFreq.GT.0.) THEN       &     CALL DEBUG_CALL('CALC_GW', myThid )
607            CALL TIMEAVE_CUMUL_1T(phiHydtave, phiHyd, Nr,  #endif
608       I                              deltaTclock, bi, bj, myThid)           CALL TIMER_START('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
609             CALL CALC_GW(
610         I                 bi,bj, KappaRU, KappaRV,
611         I                 myTime, myIter, myThid )
612          ENDIF          ENDIF
613  #endif /* ALLOW_TIMEAVE */          IF ( nonHydrostatic.OR.implicitIntGravWave )
614         &   CALL TIMESTEP_WVEL( bi,bj, myTime, myIter, myThid )
615            IF ( nonHydrostatic )
616         &   CALL TIMER_STOP ('CALC_GW          [DYNAMICS]',myThid)
617    #endif
618    
619    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
620    
621    C-    end of bi,bj loops
622         ENDDO         ENDDO
623        ENDDO        ENDDO
624    
625  #ifndef DISABLE_DEBUGMODE  #ifdef ALLOW_OBCS
626        If (debugMode) THEN        IF (useOBCS) THEN
627           CALL OBCS_PRESCRIBE_EXCHANGES(myThid)
628          ENDIF
629    #endif
630    
631    Cml(
632    C     In order to compare the variance of phiHydLow of a p/z-coordinate
633    C     run with etaH of a z/p-coordinate run the drift of phiHydLow
634    C     has to be removed by something like the following subroutine:
635    C      CALL REMOVE_MEAN_RL( 1, phiHydLow, maskH, maskH, rA, drF,
636    C     &                'phiHydLow', myTime, myThid )
637    Cml)
638    
639    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
640          IF ( useDiagnostics ) THEN
641    
642           CALL DIAGNOSTICS_FILL(totPhihyd,'PHIHYD  ',0,Nr,0,1,1,myThid)
643           CALL DIAGNOSTICS_FILL(phiHydLow,'PHIBOT  ',0, 1,0,1,1,myThid)
644    
645           tmpFac = 1. _d 0
646           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(totPhihyd,tmpFac,2,
647         &                                 'PHIHYDSQ',0,Nr,0,1,1,myThid)
648    
649           CALL DIAGNOSTICS_SCALE_FILL(phiHydLow,tmpFac,2,
650         &                                 'PHIBOTSQ',0, 1,0,1,1,myThid)
651    
652          ENDIF
653    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
654    
655    #ifdef ALLOW_DEBUG
656          If ( debugLevel .GE. debLevB ) THEN
657         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(1,EtaN,'EtaN (DYNAMICS)',myThid)
658         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,uVel,'Uvel (DYNAMICS)',myThid)
659         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,vVel,'Vvel (DYNAMICS)',myThid)
660         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,wVel,'Wvel (DYNAMICS)',myThid)
661         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,theta,'Theta (DYNAMICS)',myThid)
662         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,salt,'Salt (DYNAMICS)',myThid)
663         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gu,'Gu (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gU,'Gu (DYNAMICS)',myThid)
664         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gv,'Gv (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gV,'Gv (DYNAMICS)',myThid)
665         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gt,'Gt (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gT,'Gt (DYNAMICS)',myThid)
666         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,Gs,'Gs (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gS,'Gs (DYNAMICS)',myThid)
667         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GuNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)  #ifndef ALLOW_ADAMSBASHFORTH_3
668         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,guNm1,'GuNm1 (DYNAMICS)',myThid)
669         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gvNm1,'GvNm1 (DYNAMICS)',myThid)
670         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,GsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)         CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gtNm1,'GtNm1 (DYNAMICS)',myThid)
671           CALL DEBUG_STATS_RL(Nr,gsNm1,'GsNm1 (DYNAMICS)',myThid)
672    #endif
673        ENDIF        ENDIF
674  #endif  #endif
675    
676    #ifdef DYNAMICS_GUGV_EXCH_CHECK
677    C- jmc: For safety checking only: This Exchange here should not change
678    C       the solution. If solution changes, it means something is wrong,
679    C       but it does not mean that it is less wrong with this exchange.
680          IF ( debugLevel .GT. debLevB ) THEN
681           CALL EXCH_UV_XYZ_RL(gU,gV,.TRUE.,myThid)
682          ENDIF
683    #endif
684    
685    #ifdef ALLOW_DEBUG
686          IF ( debugLevel .GE. debLevB )
687         &   CALL DEBUG_LEAVE( 'DYNAMICS', myThid )
688    #endif
689    
690        RETURN        RETURN
691        END        END
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