/[MITgcm]/MITgcm/pkg/gmredi/gmredi_calc_tensor.F
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Diff of /MITgcm/pkg/gmredi/gmredi_calc_tensor.F

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revision 1.14 by heimbach, Fri Jan 10 00:48:39 2003 UTC revision 1.30 by dfer, Fri Sep 7 14:27:19 2007 UTC
# Line 2  C $Header$ Line 2  C $Header$
2  C $Name$  C $Name$
3    
4  #include "GMREDI_OPTIONS.h"  #include "GMREDI_OPTIONS.h"
5    #ifdef ALLOW_KPP
6    # include "KPP_OPTIONS.h"
7    #endif
8    #undef OLD_VISBECK_CALC
9    
10  CStartOfInterface  CBOP
11    C     !ROUTINE: GMREDI_CALC_TENSOR
12    C     !INTERFACE:
13        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR(        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR(
14       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             iMin, iMax, jMin, jMax,
15       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
16       I             myThid )       I             bi, bj, myTime, myIter, myThid )
17  C     /==========================================================\  
18  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR                            |  C     !DESCRIPTION: \bv
19  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.          |  C     *==========================================================*
20  C     |==========================================================|  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR
21  C     \==========================================================/  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.
22    C     *==========================================================*
23    C     *==========================================================*
24    C     \ev
25    
26    C     !USES:
27        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
28    
29  C     == Global variables ==  C     == Global variables ==
# Line 22  C     == Global variables == Line 33  C     == Global variables ==
33  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
34  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
35  #include "GMREDI.h"  #include "GMREDI.h"
36  #include "GMREDI_DIAGS.h"  #include "GMREDI_TAVE.h"
37    #ifdef ALLOW_KPP
38    # include "KPP.h"
39    #endif
40    
41  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
42  #include "tamc.h"  #include "tamc.h"
43  #include "tamc_keys.h"  #include "tamc_keys.h"
44  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
45    
46    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
47  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
48    C     bi, bj    :: tile indices
49    C     myTime    :: Current time in simulation
50    C     myIter    :: Current iteration number in simulation
51    C     myThid    :: My Thread Id. number
52  C  C
53          INTEGER iMin,iMax,jMin,jMax
54        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
55        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
56        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
57        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER bi, bj
58          _RL     myTime
59          INTEGER myIter
60        INTEGER myThid        INTEGER myThid
61  CEndOfInterface  CEOP
62    
63  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef ALLOW_GMREDI
64    
65    C     !LOCAL VARIABLES:
66  C     == Local variables ==  C     == Local variables ==
67        INTEGER i,j,k,km1,kp1        INTEGER i,j,k,kp1
68        _RL SlopeX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL SlopeX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
69        _RL SlopeY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL SlopeY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
70        _RL dSigmaDx(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dSigmaDx(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
71        _RL dSigmaDy(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dSigmaDy(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
72        _RL dSigmaDrReal(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dSigmaDr(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
73        _RL SlopeSqr(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL SlopeSqr(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
74        _RL taperFct(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL taperFct(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
75        _RL maskp1, maskm1, Kgm_tmp        _RL maskp1, Kgm_tmp
76          _RL ldd97_LrhoC(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
77          _RL ldd97_LrhoW(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
78          _RL ldd97_LrhoS(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
79          _RL Cspd, LrhoInf, LrhoSup, fCoriLoc
80    
81          INTEGER kLow_W (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
82          INTEGER kLow_S (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
83          _RL locMixLayer(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
84          _RL baseSlope  (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
85          _RL hTransLay  (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
86          _RL recipLambda(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
87    
88  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
89    #ifdef OLD_VISBECK_CALC
90        _RL deltaH,zero_rs        _RL deltaH,zero_rs
91        PARAMETER(zero_rs=0.D0)        PARAMETER(zero_rs=0.D0)
92        _RL N2,SN        _RL N2,SN
93        _RL Ssq(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL Ssq(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
94    #else
95          _RL dSigmaH
96          _RL deltaH, integrDepth
97          _RL Sloc, M2loc, SNloc
98    #endif
99    #endif
100    
101    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
102          LOGICAL  doDiagRediFlx
103          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
104          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
105          INTEGER  km1
106          _RL dTdz
107          _RL tmp1k(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
108  #endif  #endif
109    
110    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
111    
112  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
113            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
114            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
# Line 71  C     == Local variables == Line 122  C     == Local variables ==
122       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
123  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
124    
125    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
126          doDiagRediFlx = .FALSE.
127          IF ( useDiagnostics ) THEN
128            doDiagRediFlx = DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KuzTz', myThid )
129            doDiagRediFlx = doDiagRediFlx .OR.
130         &                  DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KvzTz', myThid )
131          ENDIF
132    #endif
133    
134  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
135        DO j=1-Oly,sNy+Oly        DO j=1-Oly,sNy+Oly
136         DO i=1-Olx,sNx+Olx         DO i=1-Olx,sNx+Olx
# Line 79  C     == Local variables == Line 139  C     == Local variables ==
139        ENDDO        ENDDO
140  #endif  #endif
141    
142        DO k=2,Nr  C--   set ldd97_Lrho (for tapering scheme ldd97):
143          IF ( GM_taper_scheme.EQ.'ldd97' .OR.
144         &     GM_taper_scheme.EQ.'fm07' ) THEN
145           Cspd = 2. _d 0
146           LrhoInf = 15. _d 3
147           LrhoSup = 100. _d 3
148    C-     Tracer point location (center):
149           DO j=1-Oly,sNy+Oly
150            DO i=1-Olx,sNx+Olx
151             IF (fCori(i,j,bi,bj).NE.0.) THEN
152               ldd97_LrhoC(i,j) = Cspd/ABS(fCori(i,j,bi,bj))
153             ELSE
154               ldd97_LrhoC(i,j) = LrhoSup
155             ENDIF
156             ldd97_LrhoC(i,j) = MAX(LrhoInf,MIN(ldd97_LrhoC(i,j),LrhoSup))
157            ENDDO
158           ENDDO
159    C-     U point location (West):
160           DO j=1-Oly,sNy+Oly
161            kLow_W(1-Olx,j) = 0
162            ldd97_LrhoW(1-Olx,j) = LrhoSup
163            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
164             kLow_W(i,j) = MIN(kLowC(i-1,j,bi,bj),kLowC(i,j,bi,bj))
165             fCoriLoc = op5*(fCori(i-1,j,bi,bj)+fCori(i,j,bi,bj))
166             IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN
167               ldd97_LrhoW(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)
168             ELSE
169               ldd97_LrhoW(i,j) = LrhoSup
170             ENDIF
171             ldd97_LrhoW(i,j) = MAX(LrhoInf,MIN(ldd97_LrhoW(i,j),LrhoSup))
172            ENDDO
173           ENDDO
174    C-     V point location (South):
175           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
176             kLow_S(i,1-Oly) = 0
177             ldd97_LrhoS(i,1-Oly) = LrhoSup
178           ENDDO
179           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly
180            DO i=1-Olx,sNx+Olx
181             kLow_S(i,j) = MIN(kLowC(i,j-1,bi,bj),kLowC(i,j,bi,bj))
182             fCoriLoc = op5*(fCori(i,j-1,bi,bj)+fCori(i,j,bi,bj))
183             IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN
184               ldd97_LrhoS(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)
185             ELSE
186               ldd97_LrhoS(i,j) = LrhoSup
187             ENDIF
188             ldd97_LrhoS(i,j) = MAX(LrhoInf,MIN(ldd97_LrhoS(i,j),LrhoSup))
189            ENDDO
190           ENDDO
191          ELSE
192    C-    Just initialize to zero (not use anyway)
193           DO j=1-Oly,sNy+Oly
194            DO i=1-Olx,sNx+Olx
195              ldd97_LrhoC(i,j) = 0. _d 0
196              ldd97_LrhoW(i,j) = 0. _d 0
197              ldd97_LrhoS(i,j) = 0. _d 0
198            ENDDO
199           ENDDO
200          ENDIF
201    
202    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
203  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coeff. at W points.  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coeff. at W points.
204         km1 = MAX(1,k-1)  
205         maskm1 = 1. _d 0        DO j=1-Oly,sNy+Oly
206         IF (k.LE.1) maskm1 = 0. _d 0         DO i=1-Olx,sNx+Olx
207             hTransLay(i,j) = R_low(i,j,bi,bj)
208             baseSlope(i,j) =  0. _d 0
209             recipLambda(i,j) = 0. _d 0
210             locMixLayer(i,j) = 0. _d 0
211           ENDDO
212          ENDDO
213    #ifdef ALLOW_KPP
214          IF ( useKPP ) THEN
215           DO j=1-Oly,sNy+Oly
216            DO i=1-Olx,sNx+Olx
217             locMixLayer(i,j) = KPPhbl(i,j,bi,bj)
218            ENDDO
219           ENDDO
220          ELSE
221    #else
222          IF ( .TRUE. ) THEN
223    #endif
224           DO j=1-Oly,sNy+Oly
225            DO i=1-Olx,sNx+Olx
226             locMixLayer(i,j) = hMixLayer(i,j,bi,bj)
227            ENDDO
228           ENDDO
229          ENDIF
230    
231          DO k=Nr,2,-1
232    
233  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
234         kkey = (igmkey-1)*Nr + k         kkey = (igmkey-1)*Nr + k
# Line 93  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef Line 238  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef
238           SlopeY(i,j)       = 0. _d 0           SlopeY(i,j)       = 0. _d 0
239           dSigmaDx(i,j)     = 0. _d 0           dSigmaDx(i,j)     = 0. _d 0
240           dSigmaDy(i,j)     = 0. _d 0           dSigmaDy(i,j)     = 0. _d 0
241           dSigmaDrReal(i,j) = 0. _d 0           dSigmaDr(i,j)     = 0. _d 0
242           SlopeSqr(i,j)     = 0. _d 0           SlopeSqr(i,j)     = 0. _d 0
243           taperFct(i,j)     = 0. _d 0           taperFct(i,j)     = 0. _d 0
244           Kwx(i,j,k,bi,bj)  = 0. _d 0           Kwx(i,j,k,bi,bj)  = 0. _d 0
# Line 115  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef Line 260  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef
260         ENDDO         ENDDO
261  #endif  #endif
262    
263        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
264         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
265  C      Gradient of Sigma at rVel points  C      Gradient of Sigma at rVel points
266          dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i+1, j ,km1) +sigmaX(i,j,km1)           dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i+1,j,k-1)+sigmaX(i,j,k-1)
267       &                    +sigmaX(i+1, j , k ) +sigmaX(i,j, k ) )       &                       +sigmaX(i+1,j, k )+sigmaX(i,j, k )
268       &                  *maskC(i,j,k,bi,bj)*maskm1       &                      )*maskC(i,j,k,bi,bj)
269          dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY( i ,j+1,km1) +sigmaY(i,j,km1)           dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY(i,j+1,k-1)+sigmaY(i,j,k-1)
270       &                    +sigmaY( i ,j+1, k ) +sigmaY(i,j, k ) )       &                       +sigmaY(i,j+1, k )+sigmaY(i,j, k )
271       &                  *maskC(i,j,k,bi,bj)*maskm1       &                      )*maskC(i,j,k,bi,bj)
272          dSigmaDrReal(i,j)=sigmaR(i,j,k)*maskm1           dSigmaDr(i,j)=sigmaR(i,j,k)
273            ENDDO
274         ENDDO         ENDDO
       ENDDO  
275    
276  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
277  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
278  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
279  CADJ STORE dsigmadrreal(:,:)   = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
280    CADJ STORE baseSlope(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
281    CADJ STORE hTransLay(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
282    CADJ STORE recipLambda(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
283  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
284    
285  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
286        CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(  #ifndef OLD_VISBECK_CALC
287       U             dSigmadRReal,         IF ( GM_Visbeck_alpha.GT.0. .AND.
288       I             rF(K),K,       &      -rC(k-1).LT.GM_Visbeck_depth ) THEN
289       U             SlopeX, SlopeY,  
290       U             dSigmaDx, dSigmaDy,  C--     Depth average of f/sqrt(Ri) = M^2/N^2 * N
291       O             SlopeSqr, taperFct,  C       M^2 and N^2 are horizontal & vertical gradient of buoyancy.
292       I             bi, bj, myThid )  
293    C       Calculate terms for mean Richardson number which is used
294    C       in the "variable K" parameterisaton:
295    C       compute depth average from surface down to the bottom or
296    C       GM_Visbeck_depth, whatever is the shallower.
297    
298            DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
299             DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
300              IF ( maskC(i,j,k,bi,bj).NE.0. ) THEN
301               integrDepth = -rC( kLowC(i,j,bi,bj) )
302    C-      in 2 steps to avoid mix of RS & RL type in min fct. arguments
303               integrDepth = MIN( integrDepth, GM_Visbeck_depth )
304    C       Distance between level center above and the integration depth
305               deltaH = integrDepth + rC(k-1)
306    C       If negative then we are below the integration level
307    C       (cannot be the case with 2 conditions on maskC & -rC(k-1))
308    C       If positive we limit this to the distance from center above
309               deltaH = MIN( deltaH, drC(k) )
310    C       Now we convert deltaH to a non-dimensional fraction
311               deltaH = deltaH/( integrDepth+rC(1) )
312    
313        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  C--      compute: ( M^2 * S )^1/2   (= M^2 / N since S=M^2/N^2 )
314         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1             dSigmaH = dSigmaDx(i,j)*dSigmaDx(i,j)
315         &             + dSigmaDy(i,j)*dSigmaDy(i,j)
316               IF ( dSigmaH .GT. 0. _d 0 ) THEN
317                 dSigmaH = SQRT( dSigmaH )
318    C-       compute slope, limited by GM_maxSlope:
319                 IF ( -dSigmaDr(i,j).GT.dSigmaH*GM_rMaxSlope ) THEN
320                  Sloc = dSigmaH / ( -dSigmaDr(i,j) )
321                 ELSE
322                  Sloc = GM_maxSlope
323                 ENDIF
324                 M2loc = Gravity*recip_RhoConst*dSigmaH
325                 SNloc = SQRT( Sloc*M2loc )
326               ELSE
327                 SNloc = 0. _d 0
328               ENDIF
329               VisbeckK(i,j,bi,bj) = VisbeckK(i,j,bi,bj)
330         &       +deltaH*GM_Visbeck_alpha
331         &              *GM_Visbeck_length*GM_Visbeck_length*SNloc
332              ENDIF
333             ENDDO
334            ENDDO
335           ENDIF
336    #endif /* ndef OLD_VISBECK_CALC */
337    #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */
338    
339  C       Mask Iso-neutral slopes  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip
340          SlopeX(i,j)=SlopeX(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)*maskm1         CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(
341          SlopeY(i,j)=SlopeY(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)*maskm1       O             SlopeX, SlopeY,
342          SlopeSqr(i,j)=SlopeSqr(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)*maskm1       O             SlopeSqr, taperFct,
343         U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
344         U             dSigmaDr,
345         I             dSigmaDx, dSigmaDy,
346         I             ldd97_LrhoC, locMixLayer, rF,
347         I             kLowC(1-Olx,1-Oly,bi,bj),
348         I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
349    
350           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
351            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
352    C      Mask Iso-neutral slopes
353             SlopeX(i,j)=SlopeX(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)
354             SlopeY(i,j)=SlopeY(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)
355             SlopeSqr(i,j)=SlopeSqr(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)
356            ENDDO
357         ENDDO         ENDDO
       ENDDO  
358    
359  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
360    CADJ STORE SlopeX(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
361    CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
362  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
363    CADJ STORE dSigmaDr(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
364    CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
365  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
366    
367        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  C      Components of Redi/GM tensor
368         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
369            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
370  C       Components of Redi/GM tensor            Kwx(i,j,k,bi,bj)= SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)
371          Kwx(i,j,k,bi,bj)= SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)            Kwy(i,j,k,bi,bj)= SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)
372          Kwy(i,j,k,bi,bj)= SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)            Kwz(i,j,k,bi,bj)= SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)
373          Kwz(i,j,k,bi,bj)= SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)          ENDDO
374           ENDDO
375    
376  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
377    #ifdef OLD_VISBECK_CALC
378           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
379            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
380    
381  C- note (jmc) : moved here since only used in VISBECK_VARIABLE_K  C- note (jmc) : moved here since only used in VISBECK_VARIABLE_K
382  C           but don't know if *taperFct (or **2 ?) is necessary  C           but do not know if *taperFct (or **2 ?) is necessary
383          Ssq(i,j)=SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)          Ssq(i,j)=SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)
384    
385  C--     Depth average of M^2/N^2 * N  C--     Depth average of M^2/N^2 * N
# Line 186  C       Now we convert deltaH to a non-d Line 396  C       Now we convert deltaH to a non-d
396          deltaH=deltaH/GM_Visbeck_depth          deltaH=deltaH/GM_Visbeck_depth
397    
398          IF (K.eq.2) VisbeckK(i,j,bi,bj)=0.          IF (K.eq.2) VisbeckK(i,j,bi,bj)=0.
399          IF ( Ssq(i,j).NE.0. .AND. dSigmaDrReal(i,j).NE.0. ) THEN          IF ( Ssq(i,j).NE.0. .AND. dSigmaDr(i,j).NE.0. ) THEN
400           N2= -Gravity*recip_RhoConst*dSigmaDrReal(i,j)           N2= -Gravity*recip_RhoConst*dSigmaDr(i,j)
401           SN=sqrt(Ssq(i,j)*N2)           SN=sqrt(Ssq(i,j)*N2)
402           VisbeckK(i,j,bi,bj)=VisbeckK(i,j,bi,bj)+deltaH           VisbeckK(i,j,bi,bj)=VisbeckK(i,j,bi,bj)+deltaH
403       &      *GM_Visbeck_alpha*GM_Visbeck_length*GM_Visbeck_length*SN       &      *GM_Visbeck_alpha*GM_Visbeck_length*GM_Visbeck_length*SN
404          ENDIF          ENDIF
405    
406  #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */          ENDDO
   
407         ENDDO         ENDDO
408        ENDDO  #endif /* OLD_VISBECK_CALC */
409    #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */
410    
411  C-- end 1rst loop on vertical level index k  C-- end 1rst loop on vertical level index k
412        ENDDO        ENDDO
# Line 206  C-- end 1rst loop on vertical level inde Line 416  C-- end 1rst loop on vertical level inde
416  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
417  CADJ STORE VisbeckK(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=igmkey, byte=isbyte  CADJ STORE VisbeckK(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=igmkey, byte=isbyte
418  #endif  #endif
419        IF ( GM_Visbeck_alpha.NE.0. ) THEN        IF ( GM_Visbeck_alpha.GT.0. ) THEN
420  C-     Limit range that KapGM can take  C-     Limit range that KapGM can take
421         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
422          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
423           VisbeckK(i,j,bi,bj)=           VisbeckK(i,j,bi,bj)=
424       &       MIN(VisbeckK(i,j,bi,bj),GM_Visbeck_maxval_K)       &       MIN(VisbeckK(i,j,bi,bj),GM_Visbeck_maxval_K)
 #ifdef ALLOW_TIMEAVE  
          Visbeck_K_T(i,j,bi,bj)=Visbeck_K_T(i,j,bi,bj)  
      &                         +VisbeckK(i,j,bi,bj)*deltaTclock  
 #endif  
425          ENDDO          ENDDO
426         ENDDO         ENDDO
427        ENDIF        ENDIF
428    cph( NEW
429    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
430    CADJ STORE VisbeckK(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=igmkey, byte=isbyte
431    #endif
432    cph)
433  #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */  #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */
434    
435    C-    express the Tensor in term of Diffusivity (= m**2 / s )
 C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|  
   
 C-- 2nd loop on k : compute Tensor Coeff. at U,V levels.  
436        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
        kp1 = MIN(Nr,k+1)  
        maskp1 = 1. _d 0  
        IF (k.GE.Nr) maskp1 = 0. _d 0  
   
437  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
438         kkey = (igmkey-1)*Nr + k         kkey = (igmkey-1)*Nr + k
439  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL  # if (defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || \
440         defined (GM_VISBECK_VARIABLE_K))
441  CADJ STORE Kwx(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE Kwx(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
442  CADJ STORE Kwy(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE Kwy(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
443  CADJ STORE Kwz(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE Kwz(:,:,k,bi,bj) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
444    # endif
445  #endif  #endif
446           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
447            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
448    #ifdef ALLOW_KAPGM_CONTROL
449             Kgm_tmp = GM_isopycK + GM_skewflx*kapgm(i,j,k,bi,bj)
450    #else
451             Kgm_tmp = GM_isopycK + GM_skewflx*GM_background_K
452  #endif  #endif
   
 C-    express the Tensor in term of Diffusivity (= m**2 / s )  
       DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  
        DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1  
         Kgm_tmp = GM_isopycK + GM_skewflx*GM_background_K  
453  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
454       &          + VisbeckK(i,j,bi,bj)*(1.+GM_skewflx)           &           + VisbeckK(i,j,bi,bj)*(1. _d 0 + GM_skewflx)
455  #endif  #endif
456          Kwx(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwx(i,j,k,bi,bj)           Kwx(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwx(i,j,k,bi,bj)
457          Kwy(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwy(i,j,k,bi,bj)           Kwy(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwy(i,j,k,bi,bj)
458          Kwz(i,j,k,bi,bj)= ( GM_isopycK           Kwz(i,j,k,bi,bj)= ( GM_isopycK
459  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
460       &                    + VisbeckK(i,j,bi,bj)       &                     + VisbeckK(i,j,bi,bj)
461  #endif  #endif
462       &                    )*Kwz(i,j,k,bi,bj)       &                     )*Kwz(i,j,k,bi,bj)
463            ENDDO
464         ENDDO         ENDDO
465        ENDDO        ENDDO
466    
467    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
468          IF ( useDiagnostics .AND. GM_taper_scheme.EQ.'fm07' ) THEN
469           CALL DIAGNOSTICS_FILL( hTransLay, 'GM_hTrsL', 0,1,2,bi,bj,myThid)
470           CALL DIAGNOSTICS_FILL( baseSlope, 'GM_baseS', 0,1,2,bi,bj,myThid)
471           CALL DIAGNOSTICS_FILL(recipLambda,'GM_rLamb', 0,1,2,bi,bj,myThid)
472          ENDIF
473    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
474    
475    
476  #if ( defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || defined (GM_EXTRA_DIAGONAL) )  #if ( defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || defined (GM_EXTRA_DIAGONAL) )
477    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
478    C-- 2nd  k loop : compute Tensor Coeff. at U point
479    
480  C     Gradient of Sigma at U points  #ifdef ALLOW_KPP
481        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1        IF ( useKPP ) THEN
482         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1         DO j=1-Oly,sNy+Oly
483          dSigmaDx(i,j)=sigmaX(i,j,k)          DO i=2-Olx,sNx+Olx
484       &          *_maskW(i,j,k,bi,bj)           locMixLayer(i,j) = ( KPPhbl(i-1,j,bi,bj)
485          dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY(i-1,j+1,k) +sigmaY(i,j+1,k)       &                      + KPPhbl( i ,j,bi,bj) )*op5
486       &                      +sigmaY(i-1, j ,k) +sigmaY(i, j ,k) )          ENDDO
487       &          *_maskW(i,j,k,bi,bj)         ENDDO
488          dSigmaDrReal(i,j)=op25*( sigmaR(i-1,j, k ) +sigmaR(i,j, k )        ELSE
489       &                  +maskp1*(sigmaR(i-1,j,kp1) +sigmaR(i,j,kp1)) )  #else
490       &          *_maskW(i,j,k,bi,bj)*maskp1        IF ( .TRUE. ) THEN
491    #endif
492           DO j=1-Oly,sNy+Oly
493            DO i=2-Olx,sNx+Olx
494             locMixLayer(i,j) = ( hMixLayer(i-1,j,bi,bj)
495         &                      + hMixLayer( i ,j,bi,bj) )*op5
496            ENDDO
497           ENDDO
498          ENDIF
499          DO j=1-Oly,sNy+Oly
500           DO i=1-Olx,sNx+Olx
501             hTransLay(i,j) =  0.
502             baseSlope(i,j) =  0.
503             recipLambda(i,j)= 0.
504           ENDDO
505           DO i=2-Olx,sNx+Olx
506             hTransLay(i,j) = MAX( R_low(i-1,j,bi,bj), R_low(i,j,bi,bj) )
507         ENDDO         ENDDO
508        ENDDO        ENDDO
509    
510          DO k=Nr,1,-1
511           kp1 = MIN(Nr,k+1)
512           maskp1 = 1. _d 0
513           IF (k.GE.Nr) maskp1 = 0. _d 0
514    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
515           kkey = (igmkey-1)*Nr + k
516    #endif
517    
518    C     Gradient of Sigma at U points
519           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
520            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
521             dSigmaDx(i,j)=sigmaX(i,j,k)
522         &                       *_maskW(i,j,k,bi,bj)
523             dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY(i-1,j+1,k)+sigmaY(i,j+1,k)
524         &                       +sigmaY(i-1, j ,k)+sigmaY(i, j ,k)
525         &                      )*_maskW(i,j,k,bi,bj)
526             dSigmaDr(i,j)=op25*( sigmaR(i-1,j, k )+sigmaR(i,j, k )
527         &                      +(sigmaR(i-1,j,kp1)+sigmaR(i,j,kp1))*maskp1
528         &                      )*_maskW(i,j,k,bi,bj)
529            ENDDO
530           ENDDO
531    
532  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
533    CADJ STORE SlopeSqr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
534  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
535  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
536  CADJ STORE dsigmadrreal(:,:)   = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
537    CADJ STORE locMixLayer(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
538    CADJ STORE baseSlope(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
539    CADJ STORE hTransLay(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
540    CADJ STORE recipLambda(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
541  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
542    
543  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip
544        CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(         CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(
545       U             dSigmadRReal,       O             SlopeX, SlopeY,
      I             rF(K),K,  
      U             SlopeX, SlopeY,  
      U             dSigmaDx, dSigmaDy,  
546       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
547       I             bi, bj, myThid )       U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
548         U             dSigmaDr,
549         I             dSigmaDx, dSigmaDy,
550         I             ldd97_LrhoW, locMixLayer, rC,
551         I             kLow_W,
552         I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
553    
554    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
555    CADJ STORE SlopeSqr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
556    CADJ STORE taperFct(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
557    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
558    
559  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL
560    c      IF ( GM_nonUnitDiag ) THEN
561          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
562           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
563            Kux(i,j,k,bi,bj) =            Kux(i,j,k,bi,bj) =
# Line 295  C     Calculate slopes for use in tensor Line 565  C     Calculate slopes for use in tensor
565  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
566       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))
567  #endif  #endif
568       &     )       &     )*taperFct(i,j)
      &     *taperFct(i,j)  
569           ENDDO           ENDDO
570          ENDDO          ENDDO
571  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
572  # ifndef GM_TAPER_ORIG_CLIPPING  # ifdef GM_EXCLUDE_CLIPPING
573  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
574  # endif  # endif
575  #endif  #endif
# Line 309  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 578  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
578            Kux(i,j,k,bi,bj) = MAX( Kux(i,j,k,bi,bj), GM_Kmin_horiz )            Kux(i,j,k,bi,bj) = MAX( Kux(i,j,k,bi,bj), GM_Kmin_horiz )
579           ENDDO           ENDDO
580          ENDDO          ENDDO
581    c      ENDIF
582  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */
583    
584  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL
# Line 317  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 587  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
587  CADJ STORE SlopeX(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeX(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
588  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
589  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
590        IF (GM_ExtraDiag) THEN         IF ( GM_ExtraDiag ) THEN
591          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
592           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
593            Kuz(i,j,k,bi,bj) =            Kuz(i,j,k,bi,bj) =
594    #ifdef ALLOW_KAPGM_CONTROL
595         &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*kapgm(i,j,k,bi,bj)
596    #else
597       &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*GM_background_K       &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*GM_background_K
598    #endif
599  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
600       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))*GM_advect       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))*GM_advect
601  #endif  #endif
602       &     )*SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)       &     )*SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)
603           ENDDO           ENDDO
604          ENDDO          ENDDO
605        ENDIF         ENDIF
606  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */
607    
608  C     Gradient of Sigma at V points  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
609        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         IF (doDiagRediFlx) THEN
610         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          km1 = MAX(k-1,1)
611          dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i, j ,k) +sigmaX(i+1, j ,k)          DO j=1,sNy
612       &                    +sigmaX(i,j-1,k) +sigmaX(i+1,j-1,k) )           DO i=1,sNx+1
613       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)  C         store in tmp1k Kuz_Redi
614          dSigmaDy(i,j)=sigmaY(i,j,k)            tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK
615       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
616          dSigmaDrReal(i,j)=op25*( sigmaR(i,j-1, k ) +sigmaR(i,j, k )       &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))*0.5 _d 0
617       &                  +maskp1*(sigmaR(i,j-1,kp1) +sigmaR(i,j,kp1)) )  #endif
618       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)*maskp1       &                 )*SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)
619             ENDDO
620            ENDDO
621            DO j=1,sNy
622             DO i=1,sNx+1
623    C-        Vertical gradients interpolated to U points
624              dTdz = (
625         &     +recip_drC(k)*
626         &       ( maskC(i-1,j,k,bi,bj)*
627         &           (theta(i-1,j,km1,bi,bj)-theta(i-1,j,k,bi,bj))
628         &        +maskC( i ,j,k,bi,bj)*
629         &           (theta( i ,j,km1,bi,bj)-theta( i ,j,k,bi,bj))
630         &       )
631         &     +recip_drC(kp1)*
632         &       ( maskC(i-1,j,kp1,bi,bj)*
633         &           (theta(i-1,j,k,bi,bj)-theta(i-1,j,kp1,bi,bj))
634         &        +maskC( i ,j,kp1,bi,bj)*
635         &           (theta( i ,j,k,bi,bj)-theta( i ,j,kp1,bi,bj))
636         &       )      ) * 0.25 _d 0
637               tmp1k(i,j) = dyG(i,j,bi,bj)*drF(k)
638         &                * _hFacW(i,j,k,bi,bj)
639         &                * tmp1k(i,j) * dTdz
640             ENDDO
641            ENDDO
642            CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KuzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)
643           ENDIF
644    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
645    
646    C-- end 2nd  loop on vertical level index k
647          ENDDO
648    
649    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
650    C-- 3rd  k loop : compute Tensor Coeff. at V point
651    
652    #ifdef ALLOW_KPP
653          IF ( useKPP ) THEN
654           DO j=2-Oly,sNy+Oly
655            DO i=1-Olx,sNx+Olx
656             locMixLayer(i,j) = ( KPPhbl(i,j-1,bi,bj)
657         &                      + KPPhbl(i, j ,bi,bj) )*op5
658            ENDDO
659           ENDDO
660          ELSE
661    #else
662          IF ( .TRUE. ) THEN
663    #endif
664           DO j=2-Oly,sNy+Oly
665            DO i=1-Olx,sNx+Olx
666             locMixLayer(i,j) = ( hMixLayer(i,j-1,bi,bj)
667         &                      + hMixLayer(i, j ,bi,bj) )*op5
668            ENDDO
669           ENDDO
670          ENDIF
671          DO j=1-Oly,sNy+Oly
672           DO i=1-Olx,sNx+Olx
673             hTransLay(i,j) =  0.
674             baseSlope(i,j) =  0.
675             recipLambda(i,j)= 0.
676         ENDDO         ENDDO
677        ENDDO        ENDDO
678          DO j=2-Oly,sNy+Oly
679           DO i=1-Olx,sNx+Olx
680             hTransLay(i,j) = MAX( R_low(i,j-1,bi,bj), R_low(i,j,bi,bj) )
681           ENDDO
682          ENDDO
683    
684    C     Gradient of Sigma at V points
685          DO k=Nr,1,-1
686           kp1 = MIN(Nr,k+1)
687           maskp1 = 1. _d 0
688           IF (k.GE.Nr) maskp1 = 0. _d 0
689    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
690           kkey = (igmkey-1)*Nr + k
691    #endif
692    
693           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
694            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
695             dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i, j ,k) +sigmaX(i+1, j ,k)
696         &                       +sigmaX(i,j-1,k) +sigmaX(i+1,j-1,k)
697         &                      )*_maskS(i,j,k,bi,bj)
698             dSigmaDy(i,j)=sigmaY(i,j,k)
699         &                       *_maskS(i,j,k,bi,bj)
700             dSigmaDr(i,j)=op25*( sigmaR(i,j-1, k )+sigmaR(i,j, k )
701         &                      +(sigmaR(i,j-1,kp1)+sigmaR(i,j,kp1))*maskp1
702         &                      )*_maskS(i,j,k,bi,bj)
703            ENDDO
704           ENDDO
705    
706  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
707  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
708  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
709  CADJ STORE dsigmadrreal(:,:)   = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
710    CADJ STORE baseSlope(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
711    CADJ STORE hTransLay(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
712    CADJ STORE recipLambda(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
713  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
714    
715  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip
716        CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(         CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(
717       U             dSigmadRReal,       O             SlopeX, SlopeY,
      I             rF(K),K,  
      U             SlopeX, SlopeY,  
      U             dSigmaDx, dSigmaDy,  
718       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
719       I             bi, bj, myThid )       U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
720         U             dSigmaDr,
721         I             dSigmaDx, dSigmaDy,
722         I             ldd97_LrhoS, locMixLayer, rC,
723         I             kLow_S,
724         I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
725    
726    cph(
727    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
728    cph(
729    CADJ STORE taperfct(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
730    cph)
731    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
732    cph)
733    
734  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL
735    c      IF ( GM_nonUnitDiag ) THEN
736          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
737           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
738            Kvy(i,j,k,bi,bj) =            Kvy(i,j,k,bi,bj) =
# Line 368  C     Calculate slopes for use in tensor Line 740  C     Calculate slopes for use in tensor
740  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
741       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))
742  #endif  #endif
743       &     )       &     )*taperFct(i,j)
      &     *taperFct(i,j)  
744           ENDDO           ENDDO
745          ENDDO          ENDDO
746  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
747  # ifndef GM_TAPER_ORIG_CLIPPING  # ifdef GM_EXCLUDE_CLIPPING
748  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
749  # endif  # endif
750  #endif  #endif
# Line 382  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 753  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
753            Kvy(i,j,k,bi,bj) = MAX( Kvy(i,j,k,bi,bj), GM_Kmin_horiz )            Kvy(i,j,k,bi,bj) = MAX( Kvy(i,j,k,bi,bj), GM_Kmin_horiz )
754           ENDDO           ENDDO
755          ENDDO          ENDDO
756    c      ENDIF
757  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */
758    
759  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL
# Line 390  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 762  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
762  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
763  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
764  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
765        IF (GM_ExtraDiag) THEN         IF ( GM_ExtraDiag ) THEN
766          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
767           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
768            Kvz(i,j,k,bi,bj) =            Kvz(i,j,k,bi,bj) =
769    #ifdef ALLOW_KAPGM_CONTROL
770         &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*kapgm(i,j,k,bi,bj)
771    #else
772       &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*GM_background_K       &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*GM_background_K
773    #endif
774  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
775       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))*GM_advect       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))*GM_advect
776  #endif  #endif
777       &     )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)       &     )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)
778           ENDDO           ENDDO
779          ENDDO          ENDDO
780        ENDIF         ENDIF
781  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */
782    
783  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL || GM_EXTRA_DIAGONAL */  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
784           IF (doDiagRediFlx) THEN
785            km1 = MAX(k-1,1)
786            DO j=1,sNy+1
787             DO i=1,sNx
788    C         store in tmp1k Kvz_Redi
789              tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK
790    #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
791         &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))*0.5 _d 0
792    #endif
793         &                 )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)
794             ENDDO
795            ENDDO
796            DO j=1,sNy+1
797             DO i=1,sNx
798    C-        Vertical gradients interpolated to U points
799              dTdz = (
800         &     +recip_drC(k)*
801         &       ( maskC(i,j-1,k,bi,bj)*
802         &           (theta(i,j-1,km1,bi,bj)-theta(i,j-1,k,bi,bj))
803         &        +maskC(i, j ,k,bi,bj)*
804         &           (theta(i, j ,km1,bi,bj)-theta(i, j ,k,bi,bj))
805         &       )
806         &     +recip_drC(kp1)*
807         &       ( maskC(i,j-1,kp1,bi,bj)*
808         &           (theta(i,j-1,k,bi,bj)-theta(i,j-1,kp1,bi,bj))
809         &        +maskC(i, j ,kp1,bi,bj)*
810         &           (theta(i, j ,k,bi,bj)-theta(i, j ,kp1,bi,bj))
811         &       )      ) * 0.25 _d 0
812               tmp1k(i,j) = dxG(i,j,bi,bj)*drF(k)
813         &                * _hFacS(i,j,k,bi,bj)
814         &                * tmp1k(i,j) * dTdz
815             ENDDO
816            ENDDO
817            CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KvzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)
818           ENDIF
819    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
820    
821  #ifdef ALLOW_TIMEAVE  C-- end 3rd  loop on vertical level index k
 C--   Time-average  
       DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  
        DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1  
         GM_Kwx_T(i,j,k,bi,bj)=GM_Kwx_T(i,j,k,bi,bj)  
      &                       +Kwx(i,j,k,bi,bj)*deltaTclock  
         GM_Kwy_T(i,j,k,bi,bj)=GM_Kwy_T(i,j,k,bi,bj)  
      &                       +Kwy(i,j,k,bi,bj)*deltaTclock  
         GM_Kwz_T(i,j,k,bi,bj)=GM_Kwz_T(i,j,k,bi,bj)  
      &                       +Kwz(i,j,k,bi,bj)*deltaTclock  
        ENDDO  
822        ENDDO        ENDDO
       GM_TimeAve(k,bi,bj)=GM_TimeAve(k,bi,bj)+deltaTclock  
 #endif /* ALLOW_TIMEAVE */  
823    
824  C-- end 2nd loop on vertical level index k  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL || GM_EXTRA_DIAGONAL */
       ENDDO  
825    
826    
827  #ifdef GM_BOLUS_ADVEC  #ifdef GM_BOLUS_ADVEC
828        IF (GM_AdvForm) THEN        IF (GM_AdvForm) THEN
829          CALL GMREDI_CALC_PSI_B(         CALL GMREDI_CALC_PSI_B(
830       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
831       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
832       I             myThid )       I             ldd97_LrhoW, ldd97_LrhoS,
833         I             myThid )
834        ENDIF        ENDIF
835  #endif  #endif
836    
837    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
838    C--   Time-average
839          IF ( taveFreq.GT.0. ) THEN
840    
841             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_Kwx_T, Kwx, Nr,
842         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
843             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_Kwy_T, Kwy, Nr,
844         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
845             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_Kwz_T, Kwz, Nr,
846         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
847    #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
848           IF ( GM_Visbeck_alpha.NE.0. ) THEN
849             CALL TIMEAVE_CUMULATE( Visbeck_K_T, VisbeckK, 1,
850         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
851           ENDIF
852    #endif
853    #ifdef GM_BOLUS_ADVEC
854           IF ( GM_AdvForm ) THEN
855             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_PsiXtave, GM_PsiX, Nr,
856         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
857             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_PsiYtave, GM_PsiY, Nr,
858         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
859           ENDIF
860    #endif
861           DO k=1,Nr
862             GM_TimeAve(k,bi,bj)=GM_TimeAve(k,bi,bj)+deltaTclock
863           ENDDO
864    
865          ENDIF
866    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
867    
868    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
869          IF ( useDiagnostics ) THEN
870            CALL GMREDI_DIAGNOSTICS_FILL(bi,bj,myThid)
871          ENDIF
872    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
873    
874  #endif /* ALLOW_GMREDI */  #endif /* ALLOW_GMREDI */
875    
876        RETURN        RETURN
# Line 441  C-- end 2nd loop on vertical level index Line 878  C-- end 2nd loop on vertical level index
878    
879    
880        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
881       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             iMin, iMax, jMin, jMax,
882       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
883       I             myThid )       I             bi, bj, myTime, myIter, myThid )
884  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
885  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR                            |  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR                            |
886  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.          |  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.          |
# Line 453  C     \================================= Line 890  C     \=================================
890    
891  C     == Global variables ==  C     == Global variables ==
892  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
 #include "GRID.h"  
 #include "DYNVARS.h"  
893  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "PARAMS.h"  
894  #include "GMREDI.h"  #include "GMREDI.h"
895    
896  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
# Line 464  C Line 898  C
898        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
899        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
900        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
901        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER iMin,iMax,jMin,jMax
902          INTEGER bi, bj
903          _RL     myTime
904          INTEGER myIter
905        INTEGER myThid        INTEGER myThid
906  CEndOfInterface  CEndOfInterface
907    
       INTEGER i, j, k  
   
908  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef ALLOW_GMREDI
909    
910          INTEGER i, j, k
911    
912        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
913         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
914          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
Legend:
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