/[MITgcm]/MITgcm/pkg/ggl90/ggl90_calc.F
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revision 1.11 by dfer, Fri Jan 30 02:23:56 2009 UTC revision 1.22 by jmc, Thu Jun 28 15:35:52 2012 UTC
# Line 7  CBOP Line 7  CBOP
7  C !ROUTINE: GGL90_CALC  C !ROUTINE: GGL90_CALC
8    
9  C !INTERFACE: ======================================================  C !INTERFACE: ======================================================
10        subroutine GGL90_CALC(        SUBROUTINE GGL90_CALC(
11       I     bi, bj, myTime, myThid )       I                 bi, bj, sigmaR, myTime, myIter, myThid )
12    
13    
14  C !DESCRIPTION: \bv  C !DESCRIPTION: \bv
15  C     /==========================================================\  C     *==========================================================*
16  C     | SUBROUTINE GGL90_CALC                                    |  C     | SUBROUTINE GGL90_CALC                                    |
17  C     | o Compute all GGL90 fields defined in GGL90.h            |  C     | o Compute all GGL90 fields defined in GGL90.h            |
18  C     |==========================================================|  C     *==========================================================*
19  C     | Equation numbers refer to                                |  C     | Equation numbers refer to                                |
20  C     | Gaspar et al. (1990), JGR 95 (C9), pp 16,179             |  C     | Gaspar et al. (1990), JGR 95 (C9), pp 16,179             |
21  C     | Some parts of the implementation follow Blanke and       |  C     | Some parts of the implementation follow Blanke and       |
22  C     | Delecuse (1993), JPO, and OPA code, in particular the    |  C     | Delecuse (1993), JPO, and OPA code, in particular the    |
23  C     | computation of the                                       |  C     | computation of the                                       |
24  C     | mixing length = max(min(lk,depth),lkmin)                 |  C     | mixing length = max(min(lk,depth),lkmin)                 |
25  C     \==========================================================/  C     *==========================================================*
       IMPLICIT NONE  
 C  
 C--------------------------------------------------------------------  
26    
27  C global parameters updated by ggl90_calc  C global parameters updated by ggl90_calc
28  C     GGL90TKE     - sub-grid turbulent kinetic energy           (m^2/s^2)  C     GGL90TKE     :: sub-grid turbulent kinetic energy          (m^2/s^2)
29  C     GGL90viscAz  - GGL90 eddy viscosity coefficient              (m^2/s)  C     GGL90viscAz  :: GGL90 eddy viscosity coefficient             (m^2/s)
30  C     GGL90diffKzT - GGL90 diffusion coefficient for temperature   (m^2/s)  C     GGL90diffKzT :: GGL90 diffusion coefficient for temperature  (m^2/s)
 C  
31  C \ev  C \ev
32    
33  C !USES: ============================================================  C !USES: ============================================================
34          IMPLICIT NONE
35  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
36  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
37  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
# Line 43  C !USES: =============================== Line 41  C !USES: ===============================
41  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
42    
43  C !INPUT PARAMETERS: ===================================================  C !INPUT PARAMETERS: ===================================================
44  c Routine arguments  C Routine arguments
45  c     bi, bj - array indices on which to apply calculations  C     bi, bj :: Current tile indices
46  c     myTime - Current time in simulation  C     sigmaR :: Vertical gradient of iso-neutral density
47    C     myTime :: Current time in simulation
48    C     myIter :: Current time-step number
49    C     myThid :: My Thread Id number
50        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
51        INTEGER myThid        _RL     sigmaR(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
52        _RL     myTime        _RL     myTime
53          INTEGER myIter
54          INTEGER myThid
55    CEOP
56    
57  #ifdef ALLOW_GGL90  #ifdef ALLOW_GGL90
58    
59  C !LOCAL VARIABLES: ====================================================  C !LOCAL VARIABLES: ====================================================
60  c Local constants  C Local constants
61  C     iMin, iMax, jMin, jMax, I, J - array computation indices  C     iMin,iMax,jMin,jMax :: index boundaries of computation domain
62  C     K, Kp1, km1, kSurf, kBottom  - vertical loop indices  C     i, j, k, kp1,km1 :: array computation indices
63  C     ab15, ab05       - weights for implicit timestepping  C     kSurf, kBottom   :: vertical indices of domain boundaries
64  C     uStarSquare      - square of friction velocity  C     explDissFac      :: explicit Dissipation Factor (in [0-1])
65  C     verticalShear    - (squared) vertical shear of horizontal velocity  C     implDissFac      :: implicit Dissipation Factor (in [0-1])
66  C     Nsquare          - squared buoyancy freqency  C     uStarSquare      :: square of friction velocity
67  C     RiNumber         - local Richardson number  C     verticalShear    :: (squared) vertical shear of horizontal velocity
68  C     KappaM           - (local) viscosity parameter (eq.10)  C     Nsquare          :: squared buoyancy freqency
69  C     KappaH           - (local) diffusivity parameter for temperature (eq.11)  C     RiNumber         :: local Richardson number
70  C     KappaE           - (local) diffusivity parameter for TKE (eq.15)  C     KappaM           :: (local) viscosity parameter (eq.10)
71  C     TKEdissipation   - dissipation of TKE  C     KappaH           :: (local) diffusivity parameter for temperature (eq.11)
72  C     GGL90mixingLength- mixing length of scheme following Banke+Delecuse  C     KappaE           :: (local) diffusivity parameter for TKE (eq.15)
73  C         rMixingLength- inverse of mixing length  C     TKEdissipation   :: dissipation of TKE
74  C     totalDepth       - thickness of water column (inverse of recip_Rcol)  C     GGL90mixingLength:: mixing length of scheme following Banke+Delecuse
75  C     TKEPrandtlNumber - here, an empirical function of the Richardson number  C         rMixingLength:: inverse of mixing length
76  C     rhoK, rhoKm1     - density at layer K and Km1 (relative to K)  C     totalDepth       :: thickness of water column (inverse of recip_Rcol)
77  C     gTKE             - right hand side of implicit equation  C     TKEPrandtlNumber :: here, an empirical function of the Richardson number
78        INTEGER iMin ,iMax ,jMin ,jMax        INTEGER iMin ,iMax ,jMin ,jMax
79        INTEGER I, J, K, Kp1, Km1, kSurf, kBottom        INTEGER i, j, k, kp1, km1, kSurf, kBottom
80        _RL     ab15, ab05        _RL     explDissFac, implDissFac
81        _RL     uStarSquare        _RL     uStarSquare
82        _RL     verticalShear        _RL     verticalShear
83        _RL     KappaM, KappaH        _RL     KappaM, KappaH
# Line 86  c     _RL     SQRTTKE Line 89  c     _RL     SQRTTKE
89        _RL     RiNumber        _RL     RiNumber
90        _RL     TKEdissipation        _RL     TKEdissipation
91        _RL     tempU, tempV, prTemp        _RL     tempU, tempV, prTemp
92        _RL     MaxLength        _RL     MaxLength, tmpmlx, tmpVisc
93        _RL     TKEPrandtlNumber (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     TKEPrandtlNumber (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
94        _RL     GGL90mixingLength(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     GGL90mixingLength(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
95        _RL         rMixingLength(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     rMixingLength    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
96          _RL     mxLength_Dn      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
97        _RL     KappaE           (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     KappaE           (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
       _RL     rhoK             (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL     rhoKm1           (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
98        _RL     totalDepth       (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     totalDepth       (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _RL     gTKE             (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     GGL90visctmp     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
100  C     tri-diagonal matrix  C-    tri-diagonal matrix
101        _RL     a(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     a3d(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
102        _RL     b(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     b3d(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
103        _RL     c(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     c3d(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
104          INTEGER errCode
105  #ifdef ALLOW_GGL90_HORIZDIFF  #ifdef ALLOW_GGL90_HORIZDIFF
106  C     xA, yA   - area of lateral faces  C     xA, yA   :: area of lateral faces
107  C     dfx, dfy - diffusive flux across lateral faces  C     dfx, dfy :: diffusive flux across lateral faces
108    C     gTKE     :: right hand side of diffusion equation
109        _RL     xA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     xA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
110        _RL     yA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     yA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
111        _RL     dfx(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     dfx(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
112        _RL     dfy(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     dfy(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
113          _RL    gTKE(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
114  #endif /* ALLOW_GGL90_HORIZDIFF */  #endif /* ALLOW_GGL90_HORIZDIFF */
115  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
116        _RL p4, p8, p16, tmpdiffKrS        _RL p4, p8, p16
117        p4=0.25 _d 0        p4=0.25 _d 0
118        p8=0.125 _d 0        p8=0.125 _d 0
119        p16=0.0625 _d 0        p16=0.0625 _d 0
120  #endif  #endif
 CEOP  
121        iMin = 2-OLx        iMin = 2-OLx
122        iMax = sNx+OLx-1        iMax = sNx+OLx-1
123        jMin = 2-OLy        jMin = 2-OLy
# Line 121  CEOP Line 125  CEOP
125    
126  C     set separate time step (should be deltaTtracer)  C     set separate time step (should be deltaTtracer)
127        deltaTggl90 = dTtracerLev(1)        deltaTggl90 = dTtracerLev(1)
128  C  
129        kSurf = 1        kSurf = 1
130  C     implicit timestepping weights for dissipation  C     explicit/implicit timestepping weights for dissipation
131        ab15 =  1.5 _d 0        explDissFac = 0. _d 0
132        ab05 = -0.5 _d 0        implDissFac = 1. _d 0 - explDissFac
       ab15 =  1. _d 0  
       ab05 =  0. _d 0  
133    
134  C     Initialize local fields  C     Initialize local fields
135        DO K = 1, Nr        DO k = 1, Nr
136         DO J=1-Oly,sNy+Oly         DO j=1-OLy,sNy+OLy
137          DO I=1-Olx,sNx+Olx          DO i=1-OLx,sNx+OLx
138           gTKE(I,J,K)              = 0. _d 0           KappaE(i,j,k)            = 0. _d 0
139           KappaE(I,J,K)            = 0. _d 0           TKEPrandtlNumber(i,j,k)  = 1. _d 0
140           TKEPrandtlNumber(I,J,K)  = 0. _d 0           GGL90mixingLength(i,j,k) = GGL90mixingLengthMin
141           GGL90mixingLength(I,J,K) = GGL90mixingLengthMin           GGL90visctmp(i,j,k)      = 0. _d 0
142               rMixingLength(I,J,K) = 0. _d 0  #ifndef SOLVE_DIAGONAL_LOWMEMORY
143             a3d(i,j,k) = 0. _d 0
144             b3d(i,j,k) = 1. _d 0
145             c3d(i,j,k) = 0. _d 0
146    #endif
147          ENDDO          ENDDO
148         ENDDO         ENDDO
149        ENDDO        ENDDO
150        DO J=1-Oly,sNy+Oly        DO j=1-OLy,sNy+OLy
151         DO I=1-Olx,sNx+Olx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
152          rhoK    (I,J) = 0. _d 0          totalDepth(i,j)    = Ro_surf(i,j,bi,bj) - R_low(i,j,bi,bj)
153          rhoKm1  (I,J) = 0. _d 0          rMixingLength(i,j,1) = 0. _d 0
154          totalDepth(I,J) = Ro_surf(i,j,bi,bj) - R_low(i,j,bi,bj)          mxLength_Dn(i,j,1) = GGL90mixingLengthMin
155            SQRTTKE(i,j,1) = SQRT( GGL90TKE(i,j,1,bi,bj) )
156         ENDDO         ENDDO
157        ENDDO        ENDDO
158    
159  C     start k-loop  C     start k-loop
160        DO K = 2, Nr        DO k = 2, Nr
161         Km1 = K-1  c      km1 = k-1
162  c      Kp1 = MIN(Nr,K+1)  c      kp1 = MIN(Nr,k+1)
163         CALL FIND_RHO_2D(         DO j=jMin,jMax
164       I      iMin, iMax, jMin, jMax, K,          DO i=iMin,iMax
165       I      theta(1-OLx,1-OLy,Km1,bi,bj), salt(1-OLx,1-OLy,Km1,bi,bj),           SQRTTKE(i,j,k)=SQRT( GGL90TKE(i,j,k,bi,bj) )
166       O      rhoKm1,  
      I      Km1, bi, bj, myThid )  
   
        CALL FIND_RHO_2D(  
      I      iMin, iMax, jMin, jMax, K,  
      I      theta(1-OLx,1-OLy,K,bi,bj), salt(1-OLx,1-OLy,K,bi,bj),  
      O      rhoK,  
      I      K, bi, bj, myThid )  
        DO J=jMin,jMax  
         DO I=iMin,iMax  
          SQRTTKE(i,j,k)=SQRT( GGL90TKE(I,J,K,bi,bj) )  
 C  
167  C     buoyancy frequency  C     buoyancy frequency
168  C           Nsquare(i,j,k) = gravity*gravitySign*recip_rhoConst
169           Nsquare(i,j,k) = - gravity*recip_rhoConst*recip_drC(K)       &                  * sigmaR(i,j,k)
      &        * ( rhoKm1(I,J) - rhoK(I,J) )*maskC(I,J,K,bi,bj)  
170  cC     vertical shear term (dU/dz)^2+(dV/dz)^2  cC     vertical shear term (dU/dz)^2+(dV/dz)^2
171  c         tempU= .5 _d 0*( uVel(I,J,Km1,bi,bj)+uVel(I+1,J,Km1,bi,bj)  c         tempU= .5 _d 0*( uVel(i,j,km1,bi,bj)+uVel(i+1,j,km1,bi,bj)
172  c     &                 -( uVel(I,J,K  ,bi,bj)+uVel(I+1,J,K  ,bi,bj)) )  c     &                 -( uVel(i,j,k  ,bi,bj)+uVel(i+1,j,k  ,bi,bj)) )
173  c     &        *recip_drC(K)  c     &        *recip_drC(k)
174  c         tempV= .5 _d 0*( vVel(I,J,Km1,bi,bj)+vVel(I,J+1,Km1,bi,bj)  c         tempV= .5 _d 0*( vVel(i,j,km1,bi,bj)+vVel(i,j+1,km1,bi,bj)
175  c     &                 -( vVel(I,J,K  ,bi,bj)+vVel(I,J+1,K  ,bi,bj)) )  c     &                 -( vVel(i,j,k  ,bi,bj)+vVel(i,j+1,k  ,bi,bj)) )
176  c     &        *recip_drC(K)  c     &        *recip_drC(k)
177  c         verticalShear = tempU*tempU + tempV*tempV  c         verticalShear = tempU*tempU + tempV*tempV
178  c         RiNumber   = MAX(Nsquare(i,j,k),0. _d 0)/(verticalShear+GGL90eps)  c         RiNumber   = MAX(Nsquare(i,j,k),0. _d 0)/(verticalShear+GGL90eps)
179  cC     compute Prandtl number (always greater than 0)  cC     compute Prandtl number (always greater than 0)
180  c         prTemp = 1. _d 0  c         prTemp = 1. _d 0
181  c         IF ( RiNumber .GE. 0.2 _d 0 ) prTemp = 5. _d 0 * RiNumber  c         IF ( RiNumber .GE. 0.2 _d 0 ) prTemp = 5. _d 0 * RiNumber
182  c         TKEPrandtlNumber(I,J,K) = MIN(10. _d 0,prTemp)  c         TKEPrandtlNumber(i,j,k) = MIN(10. _d 0,prTemp)
183  C     mixing length  C     mixing length
184           GGL90mixingLength(I,J,K) = SQRTTWO *           GGL90mixingLength(i,j,k) = SQRTTWO *
185       &        SQRTTKE(i,j,k)/SQRT( MAX(Nsquare(i,j,k),GGL90eps) )       &        SQRTTKE(i,j,k)/SQRT( MAX(Nsquare(i,j,k),GGL90eps) )
186          ENDDO          ENDDO
187         ENDDO         ENDDO
188        ENDDO        ENDDO
189    
190  C- Impose upper bound for mixing length (total depth)  C- Impose upper and lower bound for mixing length
191        IF ( mxlMaxFlag .EQ. 0 ) THEN        IF ( mxlMaxFlag .EQ. 0 ) THEN
192    
193           DO k=2,Nr
194            DO j=jMin,jMax
195             DO i=iMin,iMax
196              MaxLength=totalDepth(i,j)
197              GGL90mixingLength(i,j,k) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,k),
198         &                                   MaxLength)
199             ENDDO
200            ENDDO
201           ENDDO
202    
203         DO k=2,Nr         DO k=2,Nr
204          DO J=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
205           DO I=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
206            MaxLength=totalDepth(I,J)            GGL90mixingLength(i,j,k) = MAX(GGL90mixingLength(i,j,k),
207            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),       &                                   GGL90mixingLengthMin)
208       &        MaxLength)            rMixingLength(i,j,k) = 1. _d 0 / GGL90mixingLength(i,j,k)
209           ENDDO           ENDDO
210          ENDDO          ENDDO
211         ENDDO         ENDDO
212    
213        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 1 ) THEN        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 1 ) THEN
214    
215         DO k=2,Nr         DO k=2,Nr
216          DO J=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
217           DO I=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
218            MaxLength=MIN(Ro_surf(I,J,bi,bj)-rF(k),rF(k)-R_low(I,J,bi,bj))            MaxLength=MIN(Ro_surf(i,j,bi,bj)-rF(k),rF(k)-R_low(i,j,bi,bj))
219  c         MaxLength=MAX(MaxLength,20. _d 0)  c         MaxLength=MAX(MaxLength,20. _d 0)
220            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),            GGL90mixingLength(i,j,k) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,k),
221       &        MaxLength)       &                                   MaxLength)
222             ENDDO
223            ENDDO
224           ENDDO
225    
226           DO k=2,Nr
227            DO j=jMin,jMax
228             DO i=iMin,iMax
229              GGL90mixingLength(i,j,k) = MAX(GGL90mixingLength(i,j,k),
230         &                                   GGL90mixingLengthMin)
231              rMixingLength(i,j,k) = 1. _d 0 / GGL90mixingLength(i,j,k)
232           ENDDO           ENDDO
233          ENDDO          ENDDO
234         ENDDO         ENDDO
235    
236        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 2 ) THEN        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 2 ) THEN
237    
238    cgf ensure mixing between first and second level
239    c      DO j=jMin,jMax
240    c        DO i=iMin,iMax
241    c         GGL90mixingLength(i,j,2)=drF(1)
242    c        ENDDO
243    c      ENDDO
244    cgf
245         DO k=2,Nr         DO k=2,Nr
246          DO J=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
247           DO I=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
248            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),            GGL90mixingLength(i,j,k) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,k),
249       &        GGL90mixingLength(I,J,K-1)+drF(k-1))       &        GGL90mixingLength(i,j,k-1)+drF(k-1))
250           ENDDO           ENDDO
251          ENDDO          ENDDO
252         ENDDO         ENDDO
253         DO J=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
254          DO I=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
255            GGL90mixingLength(I,J,Nr) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,Nr),            GGL90mixingLength(i,j,Nr) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,Nr),
256       &       GGL90mixingLengthMin+drF(Nr))       &       GGL90mixingLengthMin+drF(Nr))
257          ENDDO          ENDDO
258         ENDDO         ENDDO
259         DO k=Nr-1,2,-1         DO k=Nr-1,2,-1
260          DO J=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
261           DO I=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
262            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),            GGL90mixingLength(i,j,k) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,k),
263       &        GGL90mixingLength(I,J,K+1)+drF(k))       &        GGL90mixingLength(i,j,k+1)+drF(k))
264           ENDDO           ENDDO
265          ENDDO            ENDDO
266         ENDDO         ENDDO
       ELSE  
        STOP 'GGL90_CALC: Wrong mxlMaxFlag (mixing lenght limit)'  
       ENDIF  
267    
268  C- Impose minimum mixing length (to avoid division by zero)         DO k=2,Nr
269        DO k=2,Nr          DO j=jMin,jMax
270         DO J=jMin,jMax           DO i=iMin,iMax
271          DO I=iMin,iMax            GGL90mixingLength(i,j,k) = MAX(GGL90mixingLength(i,j,k),
272           GGL90mixingLength(I,J,K) = MAX(GGL90mixingLength(I,J,K),       &                                   GGL90mixingLengthMin)
273       &        GGL90mixingLengthMin)            rMixingLength(i,j,k) = 1. _d 0 / GGL90mixingLength(i,j,k)
274           rMixingLength(I,J,K) = 1. _d 0 /GGL90mixingLength(I,J,K)           ENDDO
275          ENDDO          ENDDO
276         ENDDO         ENDDO
       ENDDO  
277    
278        DO k=2,Nr        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 3 ) THEN
        Km1 = K-1  
        DO J=jMin,jMax  
         DO I=iMin,iMax  
 C     vertical shear term (dU/dz)^2+(dV/dz)^2  
          tempU= .5 _d 0*( uVel(I,J,Km1,bi,bj)+uVel(I+1,J,Km1,bi,bj)  
      &                 -( uVel(I,J,K  ,bi,bj)+uVel(I+1,J,K  ,bi,bj)) )  
      &        *recip_drC(K)  
          tempV= .5 _d 0*( vVel(I,J,Km1,bi,bj)+vVel(I,J+1,Km1,bi,bj)  
      &                 -( vVel(I,J,K  ,bi,bj)+vVel(I,J+1,K  ,bi,bj)) )  
      &        *recip_drC(K)  
          verticalShear = tempU*tempU + tempV*tempV  
          RiNumber   = MAX(Nsquare(i,j,k),0. _d 0)/(verticalShear+GGL90eps)  
 C     compute Prandtl number (always greater than 0)  
          prTemp = 1. _d 0  
          IF ( RiNumber .GE. 0.2 _d 0 ) prTemp = 5. _d 0 * RiNumber  
          TKEPrandtlNumber(I,J,K) = MIN(10. _d 0,prTemp)  
   
 C     viscosity and diffusivity  
          KappaM = GGL90ck*GGL90mixingLength(I,J,K)*SQRTTKE(i,j,k)  
          KappaH = KappaM/TKEPrandtlNumber(I,J,K)  
279    
280  C     Set a minium (= background) and maximum value         DO k=2,Nr
281           KappaM = MAX(KappaM,viscAr)          DO j=jMin,jMax
282           KappaH = MAX(KappaH,diffKrNrT(k))           DO i=iMin,iMax
283           KappaM = MIN(KappaM,GGL90viscMax)            mxLength_Dn(i,j,k) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,k),
284           KappaH = MIN(KappaH,GGL90diffMax)       &        mxLength_Dn(i,j,k-1)+drF(k-1))
285             ENDDO
286  C     Mask land points and storage          ENDDO
287           GGL90viscAr(I,J,K,bi,bj) = KappaM * maskC(I,J,K,bi,bj)         ENDDO
288           GGL90diffKr(I,J,K,bi,bj) = KappaH * maskC(I,J,K,bi,bj)         DO j=jMin,jMax
289           KappaE(I,J,K) = GGL90alpha * GGL90viscAr(I,J,K,bi,bj)          DO i=iMin,iMax
290              GGL90mixingLength(i,j,Nr) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,Nr),
291         &       GGL90mixingLengthMin+drF(Nr))
292            ENDDO
293           ENDDO
294           DO k=Nr-1,2,-1
295            DO j=jMin,jMax
296             DO i=iMin,iMax
297              GGL90mixingLength(i,j,k) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,k),
298         &        GGL90mixingLength(i,j,k+1)+drF(k))
299             ENDDO
300            ENDDO
301           ENDDO
302    
303  C     dissipation term         DO k=2,Nr
304           TKEdissipation = ab05*GGL90ceps          DO j=jMin,jMax
305       &        *SQRTTKE(i,j,k)*rMixingLength(I,J,K)           DO i=iMin,iMax
306       &        *GGL90TKE(I,J,K,bi,bj)            GGL90mixingLength(i,j,k) = MIN(GGL90mixingLength(i,j,k),
307  C     sum up contributions to form the right hand side       &                                  mxLength_Dn(i,j,k))
308           gTKE(I,J,K) = GGL90TKE(I,J,K,bi,bj)            tmpmlx = SQRT( GGL90mixingLength(i,j,k)*mxLength_Dn(i,j,k) )
309       &        + deltaTggl90*(            tmpmlx = MAX( tmpmlx, GGL90mixingLengthMin)
310       &        + KappaM*verticalShear            rMixingLength(i,j,k) = 1. _d 0 / tmpmlx
311       &        - KappaH*Nsquare(i,j,k)           ENDDO
      &        - TKEdissipation  
      &        )  
312          ENDDO          ENDDO
313         ENDDO         ENDDO
       ENDDO  
314    
315          ELSE
316           STOP 'GGL90_CALC: Wrong mxlMaxFlag (mixing length limit)'
317          ENDIF
318    
319    C- Impose minimum mixing length (to avoid division by zero)
320    c      DO k=2,Nr
321    c      DO j=jMin,jMax
322    c       DO i=iMin,iMax
323    c        GGL90mixingLength(i,j,k) = MAX(GGL90mixingLength(i,j,k),
324    c    &        GGL90mixingLengthMin)
325    c        rMixingLength(i,j,k) = 1. _d 0 /GGL90mixingLength(i,j,k)
326    c       ENDDO
327    c      ENDDO
328    c     ENDDO
329    
330          DO k=2,Nr
331           km1 = k-1
332    
333    #ifdef ALLOW_GGL90_HORIZDIFF
334           IF ( GGL90diffTKEh .GT. 0. _d 0 ) THEN
335  C     horizontal diffusion of TKE (requires an exchange in  C     horizontal diffusion of TKE (requires an exchange in
336  C      do_fields_blocking_exchanges)  C      do_fields_blocking_exchanges)
 #ifdef ALLOW_GGL90_HORIZDIFF  
       IF ( GGL90diffTKEh .GT. 0. _d 0 ) THEN  
        DO K=2,Nr  
337  C     common factors  C     common factors
338          DO j=1-Oly,sNy+Oly          DO j=1-OLy,sNy+OLy
339           DO i=1-Olx,sNx+Olx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
340            xA(i,j) = _dyG(i,j,bi,bj)            xA(i,j) = _dyG(i,j,bi,bj)
341       &         *drF(k)*_hFacW(i,j,k,bi,bj)       &         *drF(k)*_hFacW(i,j,k,bi,bj)
342            yA(i,j) = _dxG(i,j,bi,bj)            yA(i,j) = _dxG(i,j,bi,bj)
# Line 316  C     common factors Line 345  C     common factors
345          ENDDO          ENDDO
346  C     Compute diffusive fluxes  C     Compute diffusive fluxes
347  C     ... across x-faces  C     ... across x-faces
348          DO j=1-Oly,sNy+Oly          DO j=1-OLy,sNy+OLy
349           dfx(1-Olx,j)=0. _d 0           dfx(1-OLx,j)=0. _d 0
350           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx           DO i=1-OLx+1,sNx+OLx
351            dfx(i,j) = -GGL90diffTKEh*xA(i,j)            dfx(i,j) = -GGL90diffTKEh*xA(i,j)
352       &      *_recip_dxC(i,j,bi,bj)       &      *_recip_dxC(i,j,bi,bj)
353       &      *(GGL90TKE(i,j,k,bi,bj)-GGL90TKE(i-1,j,k,bi,bj))       &      *(GGL90TKE(i,j,k,bi,bj)-GGL90TKE(i-1,j,k,bi,bj))
# Line 326  C     ... across x-faces Line 355  C     ... across x-faces
355           ENDDO           ENDDO
356          ENDDO          ENDDO
357  C     ... across y-faces  C     ... across y-faces
358          DO i=1-Olx,sNx+Olx          DO i=1-OLx,sNx+OLx
359           dfy(i,1-Oly)=0. _d 0           dfy(i,1-OLy)=0. _d 0
360          ENDDO          ENDDO
361          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly          DO j=1-OLy+1,sNy+OLy
362           DO i=1-Olx,sNx+Olx           DO i=1-OLx,sNx+OLx
363            dfy(i,j) = -GGL90diffTKEh*yA(i,j)            dfy(i,j) = -GGL90diffTKEh*yA(i,j)
364       &      *_recip_dyC(i,j,bi,bj)       &      *_recip_dyC(i,j,bi,bj)
365       &      *(GGL90TKE(i,j,k,bi,bj)-GGL90TKE(i,j-1,k,bi,bj))       &      *(GGL90TKE(i,j,k,bi,bj)-GGL90TKE(i,j-1,k,bi,bj))
# Line 340  C     ... across y-faces Line 369  C     ... across y-faces
369           ENDDO           ENDDO
370          ENDDO          ENDDO
371  C     Compute divergence of fluxes  C     Compute divergence of fluxes
372          DO j=1-Oly,sNy+Oly-1          DO j=1-OLy,sNy+OLy-1
373           DO i=1-Olx,sNx+Olx-1           DO i=1-OLx,sNx+OLx-1
374            gTKE(i,j,k)=gTKE(i,j,k)            gTKE(i,j) =
375       &   -_recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)*recip_rA(i,j,bi,bj)       &    -_recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)*recip_rA(i,j,bi,bj)
376       &         *( (dfx(i+1,j)-dfx(i,j))       &         *( (dfx(i+1,j)-dfx(i,j))
377       &           +(dfy(i,j+1)-dfy(i,j))       &           +(dfy(i,j+1)-dfy(i,j))
378       &           )       &          )
379           ENDDO           ENDDO
380          ENDDO          ENDDO
381  C       end of k-loop  C      end if GGL90diffTKEh .eq. 0.
382           ENDIF
383    #endif /* ALLOW_GGL90_HORIZDIFF */
384    
385           DO j=jMin,jMax
386            DO i=iMin,iMax
387    C     vertical shear term (dU/dz)^2+(dV/dz)^2
388             tempU= .5 _d 0*( uVel(i,j,km1,bi,bj)+uVel(i+1,j,km1,bi,bj)
389         &                 -( uVel(i,j,k  ,bi,bj)+uVel(i+1,j,k  ,bi,bj)) )
390         &        *recip_drC(k)
391             tempV= .5 _d 0*( vVel(i,j,km1,bi,bj)+vVel(i,j+1,km1,bi,bj)
392         &                 -( vVel(i,j,k  ,bi,bj)+vVel(i,j+1,k  ,bi,bj)) )
393         &        *recip_drC(k)
394             verticalShear = tempU*tempU + tempV*tempV
395             RiNumber = MAX(Nsquare(i,j,k),0. _d 0)/(verticalShear+GGL90eps)
396    C     compute Prandtl number (always greater than 0)
397             prTemp = 1. _d 0
398             IF ( RiNumber .GE. 0.2 _d 0 ) prTemp = 5. _d 0 * RiNumber
399             TKEPrandtlNumber(i,j,k) = MIN(10. _d 0,prTemp)
400    c         TKEPrandtlNumber(i,j,k) = 1. _d 0
401    
402    C     viscosity and diffusivity
403             KappaM = GGL90ck*GGL90mixingLength(i,j,k)*SQRTTKE(i,j,k)
404             GGL90visctmp(i,j,k) = MAX(KappaM,diffKrNrT(k))
405         &                            * maskC(i,j,k,bi,bj)
406    c        note: storing GGL90visctmp like this, and using it later to compute
407    c              GGL9rdiffKr etc. is robust in case of smoothing (e.g. see OPA)
408             KappaM = MAX(KappaM,viscArNr(k)) * maskC(i,j,k,bi,bj)
409             KappaH = KappaM/TKEPrandtlNumber(i,j,k)
410             KappaE(i,j,k) = GGL90alpha * KappaM * maskC(i,j,k,bi,bj)
411    
412    C     dissipation term
413             TKEdissipation = explDissFac*GGL90ceps
414         &        *SQRTTKE(i,j,k)*rMixingLength(i,j,k)
415         &        *GGL90TKE(i,j,k,bi,bj)
416    C     partial update with sum of explicit contributions
417             GGL90TKE(i,j,k,bi,bj) = GGL90TKE(i,j,k,bi,bj)
418         &        + deltaTggl90*(
419         &        + KappaM*verticalShear
420         &        - KappaH*Nsquare(i,j,k)
421         &        - TKEdissipation
422         &        )
423            ENDDO
424         ENDDO         ENDDO
425  C     end if GGL90diffTKEh .eq. 0.  
426        ENDIF  #ifdef ALLOW_GGL90_HORIZDIFF
427           IF ( GGL90diffTKEh .GT. 0. _d 0 ) THEN
428    C--    Add horiz. diffusion tendency
429            DO j=jMin,jMax
430             DO i=iMin,iMax
431              GGL90TKE(i,j,k,bi,bj) = GGL90TKE(i,j,k,bi,bj)
432         &                          + gTKE(i,j)*deltaTggl90
433             ENDDO
434            ENDDO
435           ENDIF
436  #endif /* ALLOW_GGL90_HORIZDIFF */  #endif /* ALLOW_GGL90_HORIZDIFF */
437    
438    C--   end of k loop
439          ENDDO
440    
441  C     ============================================  C     ============================================
442  C     Implicit time step to update TKE for k=1,Nr;  C     Implicit time step to update TKE for k=1,Nr;
443  C     TKE(Nr+1)=0 by default  C     TKE(Nr+1)=0 by default
# Line 363  C     set up matrix Line 446  C     set up matrix
446  C--   Lower diagonal  C--   Lower diagonal
447        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
448         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
449           a(i,j,1) = 0. _d 0           a3d(i,j,1) = 0. _d 0
450         ENDDO         ENDDO
451        ENDDO        ENDDO
452        DO k=2,Nr        DO k=2,Nr
453         km1=max(2,k-1)         km1=MAX(2,k-1)
454         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
455          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
456           a(i,j,k) = -deltaTggl90  C-    We keep recip_hFacC in the diffusive flux calculation,
457  c     &        *recip_drF(km1)*recip_hFacI(i,j,k,bi,bj)  C-    but no hFacC in TKE volume control
458    C-    No need for maskC(k-1) with recip_hFacC(k-1)
459             a3d(i,j,k) = -deltaTggl90
460       &        *recip_drF(k-1)*recip_hFacC(i,j,k-1,bi,bj)       &        *recip_drF(k-1)*recip_hFacC(i,j,k-1,bi,bj)
461       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j, k )+KappaE(i,j,km1))       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j, k )+KappaE(i,j,km1))
462       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k,bi,bj)*maskC(i,j,k-1,bi,bj)       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k,bi,bj)
463          ENDDO          ENDDO
464         ENDDO         ENDDO
465        ENDDO        ENDDO
466  C--   Upper diagonal  C--   Upper diagonal
467        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
468         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
469           c(i,j,1)  = 0. _d 0           c3d(i,j,1)  = 0. _d 0
470         ENDDO         ENDDO
471        ENDDO        ENDDO
472        DO k=2,Nr        DO k=2,Nr
473         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
474          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
475            kp1=min(klowC(i,j,bi,bj),k+1)            kp1=MAX(1,MIN(klowC(i,j,bi,bj),k+1))
476            c(i,j,k) = -deltaTggl90  C-    We keep recip_hFacC in the diffusive flux calculation,
477  c     &        *recip_drF( k )*recip_hFacI(i,j,k,bi,bj)  C-    but no hFacC in TKE volume control
478    C-    No need for maskC(k) with recip_hFacC(k)
479              c3d(i,j,k) = -deltaTggl90
480       &        *recip_drF( k ) * recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)       &        *recip_drF( k ) * recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)
481       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j,k)+KappaE(i,j,kp1))       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j,k)+KappaE(i,j,kp1))
482       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k,bi,bj)*maskC(i,j,k-1,bi,bj)       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k-1,bi,bj)
483          ENDDO          ENDDO
484         ENDDO         ENDDO
485        ENDDO        ENDDO
486  C--   Center diagonal  C--   Center diagonal
487        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
488           km1 = MAX(k-1,1)
489         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
490          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
491            b(i,j,k) = 1. _d 0 - c(i,j,k) - a(i,j,k)            b3d(i,j,k) = 1. _d 0 - c3d(i,j,k) - a3d(i,j,k)
492       &        + ab15*deltaTggl90*GGL90ceps*SQRT(GGL90TKE(I,J,K,bi,bj))       &        + implDissFac*deltaTggl90*GGL90ceps*SQRTTKE(i,j,k)
493       &        *rMixingLength(I,J,K)*maskC(i,j,k,bi,bj)       &        * rMixingLength(i,j,k)
494         &        * maskC(i,j,k,bi,bj)*maskC(i,j,km1,bi,bj)
495           ENDDO           ENDDO
496         ENDDO         ENDDO
497        ENDDO        ENDDO
498  C     end set up matrix  C     end set up matrix
499    
 C  
500  C     Apply boundary condition  C     Apply boundary condition
501  C        kp1 = MIN(Nr,kSurf+1)
502        DO J=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
503         DO I=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
504  C     estimate friction velocity uStar from surface forcing  C     estimate friction velocity uStar from surface forcing
505          uStarSquare = SQRT(          uStarSquare = SQRT(
506       &    ( .5 _d 0*( surfaceForcingU(I,  J,  bi,bj)       &    ( .5 _d 0*( surfaceForcingU(i,  j,  bi,bj)
507       &              + surfaceForcingU(I+1,J,  bi,bj) ) )**2       &              + surfaceForcingU(i+1,j,  bi,bj) ) )**2
508       &  + ( .5 _d 0*( surfaceForcingV(I,  J,  bi,bj)       &  + ( .5 _d 0*( surfaceForcingV(i,  j,  bi,bj)
509       &              + surfaceForcingV(I,  J+1,bi,bj) ) )**2       &              + surfaceForcingV(i,  j+1,bi,bj) ) )**2
510       &                     )       &                     )
511  C     Dirichlet surface boundary condition for TKE  C     Dirichlet surface boundary condition for TKE
512          gTKE(I,J,kSurf) = MAX(GGL90TKEsurfMin,GGL90m2*uStarSquare)          GGL90TKE(i,j,kSurf,bi,bj) = maskC(i,j,kSurf,bi,bj)
513       &                     *maskC(I,J,kSurf,bi,bj)       &           *MAX(GGL90TKEsurfMin,GGL90m2*uStarSquare)
514            GGL90TKE(i,j,kp1,bi,bj) = GGL90TKE(i,j,kp1,bi,bj)
515         &               - a3d(i,j,kp1)*GGL90TKE(i,j,kSurf,bi,bj)
516            a3d(i,j,kp1) = 0. _d 0
517  C     Dirichlet bottom boundary condition for TKE = GGL90TKEbottom  C     Dirichlet bottom boundary condition for TKE = GGL90TKEbottom
518          kBottom   = MAX(kLowC(I,J,bi,bj),1)          kBottom   = MAX(kLowC(i,j,bi,bj),1)
519          gTKE(I,J,kBottom) = gTKE(I,J,kBottom)          GGL90TKE(i,j,kBottom,bi,bj) = GGL90TKE(i,j,kBottom,bi,bj)
520       &                    - GGL90TKEbottom*c(I,J,kBottom)       &                              - GGL90TKEbottom*c3d(i,j,kBottom)
521          c(I,J,kBottom) = 0. _d 0          c3d(i,j,kBottom) = 0. _d 0
522         ENDDO         ENDDO
523        ENDDO        ENDDO
524  C  
525  C     solve tri-diagonal system, and store solution on gTKE (previously rhs)  C     solve tri-diagonal system
526  C        CALL SOLVE_TRIDIAGONAL( iMin,iMax, jMin,jMax,
527        CALL GGL90_SOLVE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I                        a3d, b3d, c3d,
528       I     a, b, c,       U                        GGL90TKE,
529       U     gTKE,       O                        errCode,
530       I     myThid )       I                        bi, bj, myThid )
531  C  
532  C     now update TKE        DO k=1,Nr
533  C         DO j=jMin,jMax
534        DO K=1,Nr          DO i=iMin,iMax
        DO J=jMin,jMax  
         DO I=iMin,iMax  
535  C     impose minimum TKE to avoid numerical undershoots below zero  C     impose minimum TKE to avoid numerical undershoots below zero
536           GGL90TKE(I,J,K,bi,bj) = MAX( gTKE(I,J,K), GGL90TKEmin )           GGL90TKE(i,j,k,bi,bj) = maskC(i,j,k,bi,bj)
537       &        * maskC(I,J,K,bi,bj)       &                  *MAX( GGL90TKE(i,j,k,bi,bj), GGL90TKEmin )
538          ENDDO          ENDDO
539         ENDDO         ENDDO
540        ENDDO        ENDDO
# Line 453  C     impose minimum TKE to avoid numeri Line 542  C     impose minimum TKE to avoid numeri
542  C     end of time step  C     end of time step
543  C     ===============================  C     ===============================
544    
545          DO k=2,Nr
546           DO j=1,sNy
547            DO i=1,sNx
548  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
549        DO K=1,Nr           tmpVisc=
        DO J=jMin,jMax  
         DO I=iMin,iMax  
          tmpdiffKrS=  
550       &  (       &  (
551       &   p4 *  GGL90viscAr(i  ,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)       &   p4 *  GGL90visctmp(i  ,j  ,k) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)
552       &  +p8 *( GGL90viscAr(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)       &  +p8 *( GGL90visctmp(i-1,j  ,k) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
553       &       + GGL90viscAr(i  ,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i  ,j-1,k) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)
554       &       + GGL90viscAr(i+1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i+1,j  ,k) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)
555       &       + GGL90viscAr(i  ,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))       &       + GGL90visctmp(i  ,j+1,k) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))
556       &  +p16*( GGL90viscAr(i+1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j+1,bi,bj)       &  +p16*( GGL90visctmp(i+1,j+1,k) * mskCor(i+1,j+1,bi,bj)
557       &       + GGL90viscAr(i+1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i+1,j-1,k) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj)
558       &       + GGL90viscAr(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i-1,j+1,k) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
559       &       + GGL90viscAr(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))       &       + GGL90visctmp(i-1,j-1,k) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))
560       &  )       &  )
561       & /(p4       & /(p4
562       &  +p8 *(       maskC(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)       &  +p8 *(       maskC(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
# Line 479  C     =============================== Line 568  C     ===============================
568       &       +       maskC(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)       &       +       maskC(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
569       &       +       maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))       &       +       maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))
570       &  )*maskC(i,j,k,bi,bj)*mskCor(i,j,bi,bj)       &  )*maskC(i,j,k,bi,bj)*mskCor(i,j,bi,bj)
571       &   /TKEPrandtlNumber(i,j,k)  #else
572           GGL90diffKrS(I,J,K,bi,bj)= MAX( tmpdiffKrS , diffKrNrT(k) )           tmpVisc = GGL90visctmp(i,j,k)
573    #endif
574             tmpVisc = MIN(tmpVisc/TKEPrandtlNumber(i,j,k),GGL90diffMax)
575             GGL90diffKr(i,j,k,bi,bj)= MAX( tmpVisc , diffKrNrT(k) )
576          ENDDO          ENDDO
577         ENDDO         ENDDO
578        ENDDO        ENDDO
579    
580          DO k=2,Nr
581           DO j=1,sNy
582            DO i=1,sNx+1
583    #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
584            tmpVisc =
585         & (
586         &   p4 *(GGL90visctmp(i  ,j  ,k) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)
587         &       +GGL90visctmp(i-1,j  ,k) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj))
588         &  +p8 *(GGL90visctmp(i-1,j-1,k) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
589         &       +GGL90visctmp(i-1,j+1,k) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
590         &       +GGL90visctmp(i  ,j-1,k) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)
591         &       +GGL90visctmp(i  ,j+1,k) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))
592         &  )
593         & /(p4 * 2. _d 0
594         &  +p8 *(      maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
595         &       +      maskC(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
596         &       +      maskC(i  ,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)
597         &       +      maskC(i  ,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))
598         &  )
599         &  *maskC(i  ,j,k,bi,bj)*mskCor(i  ,j,bi,bj)
600         &  *maskC(i-1,j,k,bi,bj)*mskCor(i-1,j,bi,bj)
601    #else
602            tmpVisc = _maskW(i,j,k,bi,bj) *
603         &                   (.5 _d 0*(GGL90visctmp(i,j,k)
604         &                            +GGL90visctmp(i-1,j,k))
605         &                   )
606    #endif
607            tmpVisc = MIN( tmpVisc , GGL90viscMax )
608            GGL90viscArU(i,j,k,bi,bj) = MAX( tmpVisc, viscArNr(k) )
609            ENDDO
610           ENDDO
611          ENDDO
612    
613          DO k=2,Nr
614           DO j=1,sNy+1
615            DO i=1,sNx
616    #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
617            tmpVisc =
618         & (
619         &   p4 *(GGL90visctmp(i  ,j  ,k) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)
620         &       +GGL90visctmp(i  ,j-1,k) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj))
621         &  +p8 *(GGL90visctmp(i-1,j  ,k) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
622         &       +GGL90visctmp(i-1,j-1,k) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
623         &       +GGL90visctmp(i+1,j  ,k) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)
624         &       +GGL90visctmp(i+1,j-1,k) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj))
625         &  )
626         & /(p4 * 2. _d 0
627         &  +p8 *(      maskC(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
628         &       +      maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
629         &       +      maskC(i+1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)
630         &       +      maskC(i+1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj))
631         &  )
632         &   *maskC(i,j  ,k,bi,bj)*mskCor(i,j  ,bi,bj)
633         &   *maskC(i,j-1,k,bi,bj)*mskCor(i,j-1,bi,bj)
634    #else
635            tmpVisc = _maskS(i,j,k,bi,bj) *
636         &                   (.5 _d 0*(GGL90visctmp(i,j,k)
637         &                            +GGL90visctmp(i,j-1,k))
638         &                   )
639    
640  #endif  #endif
641            tmpVisc = MIN( tmpVisc , GGL90viscMax )
642            GGL90viscArV(i,j,k,bi,bj) = MAX( tmpVisc, viscArNr(k) )
643            ENDDO
644           ENDDO
645          ENDDO
646    
647  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
648        IF ( useDiagnostics ) THEN        IF ( useDiagnostics ) THEN
649           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90TKE   ,'GGL90TKE',           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90TKE   ,'GGL90TKE',
650       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
651           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90viscAr,'GGL90Ar ',           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90viscArU,'GGL90ArU',
652         &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
653             CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90viscArV,'GGL90ArV',
654       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
655           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90diffKr,'GGL90Kr ',           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90diffKr,'GGL90Kr ',
656       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
# Line 505  C     =============================== Line 665  C     ===============================
665    
666        RETURN        RETURN
667        END        END
   
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