/[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 1.17 by heimbach, Fri Mar 7 23:51:02 2003 UTC revision 1.37 by jmc, Tue Jan 11 00:54:45 2011 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    
9  CStartOfInterface  CBOP
10    C     !ROUTINE: GMREDI_CALC_TENSOR
11    C     !INTERFACE:
12        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR(        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR(
13       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             iMin, iMax, jMin, jMax,
14       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
15       I             myThid )       I             bi, bj, myTime, myIter, myThid )
16  C     /==========================================================\  
17  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR                            |  C     !DESCRIPTION: \bv
18  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.          |  C     *==========================================================*
19  C     |==========================================================|  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR
20  C     \==========================================================/  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.
21    C     *==========================================================*
22    C     *==========================================================*
23    C     \ev
24    
25    C     !USES:
26        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
27    
28  C     == Global variables ==  C     == Global variables ==
# Line 22  C     == Global variables == Line 32  C     == Global variables ==
32  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
33  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
34  #include "GMREDI.h"  #include "GMREDI.h"
35  #include "GMREDI_DIAGS.h"  #include "GMREDI_TAVE.h"
36    #ifdef ALLOW_KPP
37    # include "KPP.h"
38    #endif
39    
40  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
41  #include "tamc.h"  #include "tamc.h"
42  #include "tamc_keys.h"  #include "tamc_keys.h"
43  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
44    
45    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
46  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
47    C     bi, bj    :: tile indices
48    C     myTime    :: Current time in simulation
49    C     myIter    :: Current iteration number in simulation
50    C     myThid    :: My Thread Id. number
51  C  C
52          INTEGER iMin,iMax,jMin,jMax
53        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
54        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
55        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
56        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER bi, bj
57          _RL     myTime
58          INTEGER myIter
59        INTEGER myThid        INTEGER myThid
60  CEndOfInterface  CEOP
61    
62  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef ALLOW_GMREDI
63    
64    C     !LOCAL VARIABLES:
65  C     == Local variables ==  C     == Local variables ==
66        INTEGER i,j,k,kp1        INTEGER i,j,k
67        _RL SlopeX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL SlopeX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
68        _RL SlopeY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL SlopeY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
69        _RL dSigmaDx(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dSigmaDx(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
70        _RL dSigmaDy(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dSigmaDy(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
71        _RL dSigmaDrReal(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL dSigmaDr(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
72        _RL SlopeSqr(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL SlopeSqr(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
73        _RL taperFct(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL taperFct(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
74        _RL maskp1, Kgm_tmp        _RL ldd97_LrhoC(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
75          _RL ldd97_LrhoW(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
76          _RL ldd97_LrhoS(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
77          _RL Cspd, LrhoInf, LrhoSup, fCoriLoc
78          _RL Kgm_tmp, isopycK, bolus_K
79    
80          INTEGER kLow_W (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
81          INTEGER kLow_S (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
82          _RL locMixLayer(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
83          _RL baseSlope  (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
84          _RL hTransLay  (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
85          _RL recipLambda(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
86          INTEGER  km1
87    #if ( defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || defined (GM_EXTRA_DIAGONAL) )
88          INTEGER kp1
89          _RL maskp1
90    #endif
91    
92  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
93        _RL deltaH,zero_rs  #ifdef OLD_VISBECK_CALC
       PARAMETER(zero_rs=0.D0)  
       _RL N2,SN  
94        _RL Ssq(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL Ssq(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
95    #else
96          _RL dSigmaH, dSigmaR
97          _RL Sloc, M2loc
98    #endif
99          _RL recipMaxSlope
100          _RL deltaH, integrDepth
101          _RL N2loc, SNloc
102    #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */
103    
104    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
105          LOGICAL  doDiagRediFlx
106          LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
107          EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
108    #if ( defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || defined (GM_EXTRA_DIAGONAL) )
109          _RL dTdz
110          _RL tmp1k(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
111  #endif  #endif
112    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
113    
114    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
115    
116  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
117            act1 = bi - myBxLo(myThid)            act1 = bi - myBxLo(myThid)
# Line 71  C     == Local variables == Line 126  C     == Local variables ==
126       &                      + act4*max1*max2*max3       &                      + act4*max1*max2*max3
127  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
128    
129    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
130          doDiagRediFlx = .FALSE.
131          IF ( useDiagnostics ) THEN
132            doDiagRediFlx = DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KuzTz', myThid )
133            doDiagRediFlx = doDiagRediFlx .OR.
134         &                  DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KvzTz', myThid )
135          ENDIF
136    #endif
137    
138  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
139          recipMaxSlope = 0. _d 0
140          IF ( GM_Visbeck_maxSlope.GT.0. _d 0 ) THEN
141            recipMaxSlope = 1. _d 0 / GM_Visbeck_maxSlope
142          ENDIF
143        DO j=1-Oly,sNy+Oly        DO j=1-Oly,sNy+Oly
144         DO i=1-Olx,sNx+Olx         DO i=1-Olx,sNx+Olx
145          VisbeckK(i,j,bi,bj) = 0. _d 0          VisbeckK(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
# Line 79  C     == Local variables == Line 147  C     == Local variables ==
147        ENDDO        ENDDO
148  #endif  #endif
149    
150        DO k=2,Nr  C--   set ldd97_Lrho (for tapering scheme ldd97):
151          IF ( GM_taper_scheme.EQ.'ldd97' .OR.
152         &     GM_taper_scheme.EQ.'fm07' ) THEN
153           Cspd = 2. _d 0
154           LrhoInf = 15. _d 3
155           LrhoSup = 100. _d 3
156    C-     Tracer point location (center):
157           DO j=1-Oly,sNy+Oly
158            DO i=1-Olx,sNx+Olx
159             IF (fCori(i,j,bi,bj).NE.0.) THEN
160               ldd97_LrhoC(i,j) = Cspd/ABS(fCori(i,j,bi,bj))
161             ELSE
162               ldd97_LrhoC(i,j) = LrhoSup
163             ENDIF
164             ldd97_LrhoC(i,j) = MAX(LrhoInf,MIN(ldd97_LrhoC(i,j),LrhoSup))
165            ENDDO
166           ENDDO
167    C-     U point location (West):
168           DO j=1-Oly,sNy+Oly
169            kLow_W(1-Olx,j) = 0
170            ldd97_LrhoW(1-Olx,j) = LrhoSup
171            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
172             kLow_W(i,j) = MIN(kLowC(i-1,j,bi,bj),kLowC(i,j,bi,bj))
173             fCoriLoc = op5*(fCori(i-1,j,bi,bj)+fCori(i,j,bi,bj))
174             IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN
175               ldd97_LrhoW(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)
176             ELSE
177               ldd97_LrhoW(i,j) = LrhoSup
178             ENDIF
179             ldd97_LrhoW(i,j) = MAX(LrhoInf,MIN(ldd97_LrhoW(i,j),LrhoSup))
180            ENDDO
181           ENDDO
182    C-     V point location (South):
183           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
184             kLow_S(i,1-Oly) = 0
185             ldd97_LrhoS(i,1-Oly) = LrhoSup
186           ENDDO
187           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly
188            DO i=1-Olx,sNx+Olx
189             kLow_S(i,j) = MIN(kLowC(i,j-1,bi,bj),kLowC(i,j,bi,bj))
190             fCoriLoc = op5*(fCori(i,j-1,bi,bj)+fCori(i,j,bi,bj))
191             IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN
192               ldd97_LrhoS(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)
193             ELSE
194               ldd97_LrhoS(i,j) = LrhoSup
195             ENDIF
196             ldd97_LrhoS(i,j) = MAX(LrhoInf,MIN(ldd97_LrhoS(i,j),LrhoSup))
197            ENDDO
198           ENDDO
199          ELSE
200    C-    Just initialize to zero (not use anyway)
201           DO j=1-Oly,sNy+Oly
202            DO i=1-Olx,sNx+Olx
203              ldd97_LrhoC(i,j) = 0. _d 0
204              ldd97_LrhoW(i,j) = 0. _d 0
205              ldd97_LrhoS(i,j) = 0. _d 0
206            ENDDO
207           ENDDO
208          ENDIF
209    
210    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
211  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coeff. at W points.  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coeff. at W points.
212    
213          DO j=1-Oly,sNy+Oly
214           DO i=1-Olx,sNx+Olx
215             hTransLay(i,j) = R_low(i,j,bi,bj)
216             baseSlope(i,j) =  0. _d 0
217             recipLambda(i,j) = 0. _d 0
218             locMixLayer(i,j) = 0. _d 0
219           ENDDO
220          ENDDO
221    #ifdef ALLOW_KPP
222          IF ( useKPP ) THEN
223           DO j=1-Oly,sNy+Oly
224            DO i=1-Olx,sNx+Olx
225             locMixLayer(i,j) = KPPhbl(i,j,bi,bj)
226            ENDDO
227           ENDDO
228          ELSE
229    #else
230          IF ( .TRUE. ) THEN
231    #endif
232           DO j=1-Oly,sNy+Oly
233            DO i=1-Olx,sNx+Olx
234             locMixLayer(i,j) = hMixLayer(i,j,bi,bj)
235            ENDDO
236           ENDDO
237          ENDIF
238    
239          DO k=Nr,2,-1
240    
241  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
242         kkey = (igmkey-1)*Nr + k         kkey = (igmkey-1)*Nr + k
243         DO j=1-Oly,sNy+Oly         DO j=1-Oly,sNy+Oly
# Line 90  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef Line 246  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef
246           SlopeY(i,j)       = 0. _d 0           SlopeY(i,j)       = 0. _d 0
247           dSigmaDx(i,j)     = 0. _d 0           dSigmaDx(i,j)     = 0. _d 0
248           dSigmaDy(i,j)     = 0. _d 0           dSigmaDy(i,j)     = 0. _d 0
249           dSigmaDrReal(i,j) = 0. _d 0           dSigmaDr(i,j)     = 0. _d 0
250           SlopeSqr(i,j)     = 0. _d 0           SlopeSqr(i,j)     = 0. _d 0
251           taperFct(i,j)     = 0. _d 0           taperFct(i,j)     = 0. _d 0
252           Kwx(i,j,k,bi,bj)  = 0. _d 0           Kwx(i,j,k,bi,bj)  = 0. _d 0
# Line 110  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef Line 266  C-- 1rst loop on k : compute Tensor Coef
266  # endif  # endif
267          ENDDO          ENDDO
268         ENDDO         ENDDO
269  #endif  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
270    
271        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
272         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
273  C      Gradient of Sigma at rVel points  C      Gradient of Sigma at rVel points
274          dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i+1, j ,k-1) +sigmaX(i,j,k-1)           dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i+1,j,k-1)+sigmaX(i,j,k-1)
275       &                    +sigmaX(i+1, j , k ) +sigmaX(i,j, k ) )       &                       +sigmaX(i+1,j, k )+sigmaX(i,j, k )
276       &                  *maskC(i,j,k,bi,bj)       &                      )*maskC(i,j,k,bi,bj)
277          dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY( i ,j+1,k-1) +sigmaY(i,j,k-1)           dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY(i,j+1,k-1)+sigmaY(i,j,k-1)
278       &                    +sigmaY( i ,j+1, k ) +sigmaY(i,j, k ) )       &                       +sigmaY(i,j+1, k )+sigmaY(i,j, k )
279       &                  *maskC(i,j,k,bi,bj)       &                      )*maskC(i,j,k,bi,bj)
280          dSigmaDrReal(i,j)=sigmaR(i,j,k)  c        dSigmaDr(i,j)=sigmaR(i,j,k)
281            ENDDO
282           ENDDO
283    
284    #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
285    #ifndef OLD_VISBECK_CALC
286           IF ( GM_Visbeck_alpha.GT.0. .AND.
287         &      -rC(k-1).LT.GM_Visbeck_depth ) THEN
288    
289            DO j=1-Oly,sNy+Oly
290             DO i=1-Olx,sNx+Olx
291              dSigmaDr(i,j) = MIN( sigmaR(i,j,k), 0. _d 0 )
292             ENDDO
293            ENDDO
294    
295    C--     Depth average of f/sqrt(Ri) = M^2/N^2 * N
296    C       M^2 and N^2 are horizontal & vertical gradient of buoyancy.
297    
298    C       Calculate terms for mean Richardson number which is used
299    C       in the "variable K" parameterisaton:
300    C       compute depth average from surface down to the bottom or
301    C       GM_Visbeck_depth, whatever is the shallower.
302    
303            DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
304             DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
305              IF ( maskC(i,j,k,bi,bj).NE.0. ) THEN
306               integrDepth = -rC( kLowC(i,j,bi,bj) )
307    C-      in 2 steps to avoid mix of RS & RL type in min fct. arguments
308               integrDepth = MIN( integrDepth, GM_Visbeck_depth )
309    C-      to recover "old-visbeck" form with Visbeck_minDepth = Visbeck_depth
310               integrDepth = MAX( integrDepth, GM_Visbeck_minDepth )
311    C       Distance between level center above and the integration depth
312               deltaH = integrDepth + rC(k-1)
313    C       If negative then we are below the integration level
314    C       (cannot be the case with 2 conditions on maskC & -rC(k-1))
315    C       If positive we limit this to the distance from center above
316               deltaH = MIN( deltaH, drC(k) )
317    C       Now we convert deltaH to a non-dimensional fraction
318               deltaH = deltaH/( integrDepth+rC(1) )
319    
320    C--      compute: ( M^2 * S )^1/2   (= S*N since S=M^2/N^2 )
321    C        a 5 points average gives a more "homogeneous" formulation
322    C        (same stencil and same weights as for dSigmaH calculation)
323               dSigmaR = ( dSigmaDr(i,j)*4. _d 0
324         &               + dSigmaDr(i-1,j)
325         &               + dSigmaDr(i+1,j)
326         &               + dSigmaDr(i,j-1)
327         &               + dSigmaDr(i,j+1)
328         &               )/( 4. _d 0
329         &                 + maskC(i-1,j,k,bi,bj)
330         &                 + maskC(i+1,j,k,bi,bj)
331         &                 + maskC(i,j-1,k,bi,bj)
332         &                 + maskC(i,j+1,k,bi,bj)
333         &                 )
334               dSigmaH = dSigmaDx(i,j)*dSigmaDx(i,j)
335         &             + dSigmaDy(i,j)*dSigmaDy(i,j)
336               IF ( dSigmaH .GT. 0. _d 0 ) THEN
337                 dSigmaH = SQRT( dSigmaH )
338    C-       compute slope, limited by GM_Visbeck_maxSlope:
339                 IF ( -dSigmaR.GT.dSigmaH*recipMaxSlope ) THEN
340                  Sloc = dSigmaH / ( -dSigmaR )
341                 ELSE
342                  Sloc = GM_Visbeck_maxSlope
343                 ENDIF
344                 M2loc = gravity*recip_rhoConst*dSigmaH
345    c            SNloc = SQRT( Sloc*M2loc )
346                 N2loc = -gravity*recip_rhoConst*dSigmaR
347    c            N2loc = -gravity*recip_rhoConst*dSigmaDr(i,j)
348                 IF ( N2loc.GT.0. _d 0 ) THEN
349                   SNloc = Sloc*SQRT(N2loc)
350                 ELSE
351                   SNloc = 0. _d 0
352                 ENDIF
353               ELSE
354                 SNloc = 0. _d 0
355               ENDIF
356               VisbeckK(i,j,bi,bj) = VisbeckK(i,j,bi,bj)
357         &       +deltaH*GM_Visbeck_alpha
358         &              *GM_Visbeck_length*GM_Visbeck_length*SNloc
359              ENDIF
360             ENDDO
361            ENDDO
362           ENDIF
363    #endif /* ndef OLD_VISBECK_CALC */
364    #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */
365           DO j=1-Oly,sNy+Oly
366            DO i=1-Olx,sNx+Olx
367             dSigmaDr(i,j)=sigmaR(i,j,k)
368            ENDDO
369         ENDDO         ENDDO
       ENDDO  
370    
371  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
372  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
373  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
374  CADJ STORE dsigmadrreal(:,:)   = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
375    CADJ STORE baseSlope(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
376    CADJ STORE hTransLay(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
377    CADJ STORE recipLambda(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
378  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
379    
380  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip
381        CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(         CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(
382       U             dSigmadRReal,       O             SlopeX, SlopeY,
      I             rF(K),K,  
      U             SlopeX, SlopeY,  
      U             dSigmaDx, dSigmaDy,  
383       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
384       I             bi, bj, myThid )       U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
385         U             dSigmaDr,
386        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1       I             dSigmaDx, dSigmaDy,
387         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1       I             ldd97_LrhoC, locMixLayer, rF,
388         I             kLowC(1-Olx,1-Oly,bi,bj),
389  C       Mask Iso-neutral slopes       I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
         SlopeX(i,j)=SlopeX(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)  
         SlopeY(i,j)=SlopeY(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)  
         SlopeSqr(i,j)=SlopeSqr(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)  
390    
391           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
392            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
393    C      Mask Iso-neutral slopes
394             SlopeX(i,j)=SlopeX(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)
395             SlopeY(i,j)=SlopeY(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)
396             SlopeSqr(i,j)=SlopeSqr(i,j)*maskC(i,j,k,bi,bj)
397            ENDDO
398         ENDDO         ENDDO
       ENDDO  
399    
400  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
401  CADJ STORE SlopeX(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeX(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
402  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
403  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
404  CADJ STORE dsigmadrreal(:,:) = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
405  CADJ STORE taperfct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
406  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
407    
408        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  C      Components of Redi/GM tensor
409         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
410            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
411  C       Components of Redi/GM tensor            Kwx(i,j,k,bi,bj)= SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)
412          Kwx(i,j,k,bi,bj)= SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)            Kwy(i,j,k,bi,bj)= SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)
413          Kwy(i,j,k,bi,bj)= SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)            Kwz(i,j,k,bi,bj)= SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)
414          Kwz(i,j,k,bi,bj)= SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)          ENDDO
415           ENDDO
416    
417  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
418    #ifdef OLD_VISBECK_CALC
419           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
420            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
421    
422  C- note (jmc) : moved here since only used in VISBECK_VARIABLE_K  C- note (jmc) : moved here since only used in VISBECK_VARIABLE_K
423  C           but don't know if *taperFct (or **2 ?) is necessary  C           but do not know if *taperFct (or **2 ?) is necessary
424          Ssq(i,j)=SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)          Ssq(i,j)=SlopeSqr(i,j)*taperFct(i,j)
425    
426  C--     Depth average of M^2/N^2 * N  C--     Depth average of M^2/N^2 * N
# Line 180  C       which is used in the "variable K Line 430  C       which is used in the "variable K
430  C       Distance between interface above layer and the integration depth  C       Distance between interface above layer and the integration depth
431          deltaH=abs(GM_Visbeck_depth)-abs(rF(k))          deltaH=abs(GM_Visbeck_depth)-abs(rF(k))
432  C       If positive we limit this to the layer thickness  C       If positive we limit this to the layer thickness
433          deltaH=min(deltaH,drF(k))          integrDepth = drF(k)
434            deltaH=min(deltaH,integrDepth)
435  C       If negative then we are below the integration level  C       If negative then we are below the integration level
436          deltaH=max(deltaH,zero_rs)          deltaH=max(deltaH, 0. _d 0)
437  C       Now we convert deltaH to a non-dimensional fraction  C       Now we convert deltaH to a non-dimensional fraction
438          deltaH=deltaH/GM_Visbeck_depth          deltaH=deltaH/GM_Visbeck_depth
439    
440          IF (K.eq.2) VisbeckK(i,j,bi,bj)=0.          IF ( Ssq(i,j).NE.0. .AND. dSigmaDr(i,j).NE.0. ) THEN
441          IF ( Ssq(i,j).NE.0. .AND. dSigmaDrReal(i,j).NE.0. ) THEN           N2loc = -gravity*recip_rhoConst*dSigmaDr(i,j)
442           N2= -Gravity*recip_RhoConst*dSigmaDrReal(i,j)           SNloc = SQRT(Ssq(i,j)*N2loc )
443           SN=sqrt(Ssq(i,j)*N2)           VisbeckK(i,j,bi,bj) = VisbeckK(i,j,bi,bj)
444           VisbeckK(i,j,bi,bj)=VisbeckK(i,j,bi,bj)+deltaH       &       +deltaH*GM_Visbeck_alpha
445       &      *GM_Visbeck_alpha*GM_Visbeck_length*GM_Visbeck_length*SN       &              *GM_Visbeck_length*GM_Visbeck_length*SNloc
446          ENDIF          ENDIF
447    
448  #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */          ENDDO
   
449         ENDDO         ENDDO
450        ENDDO  #endif /* OLD_VISBECK_CALC */
451    #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */
452    
453  C-- end 1rst loop on vertical level index k  C-- end 1rst loop on vertical level index k
454        ENDDO        ENDDO
# Line 207  C-- end 1rst loop on vertical level inde Line 458  C-- end 1rst loop on vertical level inde
458  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
459  CADJ STORE VisbeckK(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=igmkey, byte=isbyte  CADJ STORE VisbeckK(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=igmkey, byte=isbyte
460  #endif  #endif
461        IF ( GM_Visbeck_alpha.NE.0. ) THEN        IF ( GM_Visbeck_alpha.GT.0. ) THEN
462  C-     Limit range that KapGM can take  C-     Limit range that KapGM can take
463         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
464          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
465           VisbeckK(i,j,bi,bj)=           VisbeckK(i,j,bi,bj)=
466       &       MIN(VisbeckK(i,j,bi,bj),GM_Visbeck_maxval_K)       &       MIN( MAX( VisbeckK(i,j,bi,bj), GM_Visbeck_minVal_K ),
467  #ifdef ALLOW_TIMEAVE       &            GM_Visbeck_maxVal_K )
          Visbeck_K_T(i,j,bi,bj)=Visbeck_K_T(i,j,bi,bj)  
      &                         +VisbeckK(i,j,bi,bj)*deltaTclock  
 #endif  
468          ENDDO          ENDDO
469         ENDDO         ENDDO
470        ENDIF        ENDIF
# Line 227  CADJ STORE VisbeckK(:,:,bi,bj) = comlev1 Line 475  CADJ STORE VisbeckK(:,:,bi,bj) = comlev1
475  cph)  cph)
476  #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */  #endif /* GM_VISBECK_VARIABLE_K */
477    
478    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.  
479        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  
   
480  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
481         kkey = (igmkey-1)*Nr + k         kkey = (igmkey-1)*Nr + k
482  #if (defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || \  # if (defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || \
483       defined (GM_VISBECK_VARIABLE_K))        defined (GM_VISBECK_VARIABLE_K))
484  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
485  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
486  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
487    # endif
488  #endif  #endif
489           km1 = MAX(k-1,1)
490           isopycK = GM_isopycK
491         &         *(GM_isoFac1d(km1)+GM_isoFac1d(k))*op5
492           bolus_K = GM_background_K
493         &         *(GM_bolFac1d(km1)+GM_bolFac1d(k))*op5
494           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
495            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
496    #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
497             Kgm_tmp = kapredi(i,j,k,bi,bj)
498    #else
499             Kgm_tmp = isopycK*GM_isoFac2d(i,j,bi,bj)
500    #endif
501    #ifdef ALLOW_KAPGM_CONTROL
502         &           + GM_skewflx*kapgm(i,j,k,bi,bj)
503    #else
504         &           + GM_skewflx*bolus_K*GM_bolFac2d(i,j,bi,bj)
505  #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  
506  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
507       &          + VisbeckK(i,j,bi,bj)*(1. _d 0 + GM_skewflx)           &           + VisbeckK(i,j,bi,bj)*(1. _d 0 + GM_skewflx)
508    #endif
509             Kwx(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwx(i,j,k,bi,bj)
510             Kwy(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwy(i,j,k,bi,bj)
511    #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
512             Kwz(i,j,k,bi,bj)= ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
513    #else
514             Kwz(i,j,k,bi,bj)= ( GM_isopycK*GM_isoFac2d(i,j,bi,bj)
515  #endif  #endif
         Kwx(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwx(i,j,k,bi,bj)  
         Kwy(i,j,k,bi,bj)= Kgm_tmp*Kwy(i,j,k,bi,bj)  
         Kwz(i,j,k,bi,bj)= ( GM_isopycK  
516  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
517       &                    + VisbeckK(i,j,bi,bj)       &                     + VisbeckK(i,j,bi,bj)
518  #endif  #endif
519       &                    )*Kwz(i,j,k,bi,bj)       &                     )*Kwz(i,j,k,bi,bj)
520            ENDDO
521         ENDDO         ENDDO
522        ENDDO        ENDDO
523    
524    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
525          IF ( useDiagnostics .AND. GM_taper_scheme.EQ.'fm07' ) THEN
526           CALL DIAGNOSTICS_FILL( hTransLay, 'GM_hTrsL', 0,1,2,bi,bj,myThid)
527           CALL DIAGNOSTICS_FILL( baseSlope, 'GM_baseS', 0,1,2,bi,bj,myThid)
528           CALL DIAGNOSTICS_FILL(recipLambda,'GM_rLamb', 0,1,2,bi,bj,myThid)
529          ENDIF
530    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
531    
532    
533  #if ( defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || defined (GM_EXTRA_DIAGONAL) )  #if ( defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || defined (GM_EXTRA_DIAGONAL) )
534    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
535    C-- 2nd  k loop : compute Tensor Coeff. at U point
536    
537  C     Gradient of Sigma at U points  #ifdef ALLOW_KPP
538        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1        IF ( useKPP ) THEN
539         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1         DO j=1-Oly,sNy+Oly
540          dSigmaDx(i,j)=sigmaX(i,j,k)          DO i=2-Olx,sNx+Olx
541       &          *_maskW(i,j,k,bi,bj)           locMixLayer(i,j) = ( KPPhbl(i-1,j,bi,bj)
542          dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY(i-1,j+1,k) +sigmaY(i,j+1,k)       &                      + KPPhbl( i ,j,bi,bj) )*op5
543       &                      +sigmaY(i-1, j ,k) +sigmaY(i, j ,k) )          ENDDO
544       &          *_maskW(i,j,k,bi,bj)         ENDDO
545          dSigmaDrReal(i,j)=op25*( sigmaR(i-1,j, k ) +sigmaR(i,j, k )        ELSE
546       &                  +maskp1*(sigmaR(i-1,j,kp1) +sigmaR(i,j,kp1)) )  #else
547       &          *_maskW(i,j,k,bi,bj)        IF ( .TRUE. ) THEN
548    #endif
549           DO j=1-Oly,sNy+Oly
550            DO i=2-Olx,sNx+Olx
551             locMixLayer(i,j) = ( hMixLayer(i-1,j,bi,bj)
552         &                      + hMixLayer( i ,j,bi,bj) )*op5
553            ENDDO
554           ENDDO
555          ENDIF
556          DO j=1-Oly,sNy+Oly
557           DO i=1-Olx,sNx+Olx
558             hTransLay(i,j) =  0.
559             baseSlope(i,j) =  0.
560             recipLambda(i,j)= 0.
561           ENDDO
562           DO i=2-Olx,sNx+Olx
563             hTransLay(i,j) = MAX( R_low(i-1,j,bi,bj), R_low(i,j,bi,bj) )
564         ENDDO         ENDDO
565        ENDDO        ENDDO
566    
567          DO k=Nr,1,-1
568           kp1 = MIN(Nr,k+1)
569           maskp1 = 1. _d 0
570           IF (k.GE.Nr) maskp1 = 0. _d 0
571    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
572           kkey = (igmkey-1)*Nr + k
573    #endif
574    
575    C     Gradient of Sigma at U points
576           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
577            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
578             dSigmaDx(i,j)=sigmaX(i,j,k)
579         &                       *_maskW(i,j,k,bi,bj)
580             dSigmaDy(i,j)=op25*( sigmaY(i-1,j+1,k)+sigmaY(i,j+1,k)
581         &                       +sigmaY(i-1, j ,k)+sigmaY(i, j ,k)
582         &                      )*_maskW(i,j,k,bi,bj)
583             dSigmaDr(i,j)=op25*( sigmaR(i-1,j, k )+sigmaR(i,j, k )
584         &                      +(sigmaR(i-1,j,kp1)+sigmaR(i,j,kp1))*maskp1
585         &                      )*_maskW(i,j,k,bi,bj)
586            ENDDO
587           ENDDO
588    
589  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
590  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
591  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
592  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
593  CADJ STORE dsigmadrreal(:,:)   = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
594    CADJ STORE locMixLayer(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
595    CADJ STORE baseSlope(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
596    CADJ STORE hTransLay(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
597    CADJ STORE recipLambda(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
598  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
599    
600  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip
601        CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(         CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(
602       U             dSigmadRReal,       O             SlopeX, SlopeY,
      I             rF(K),K,  
      U             SlopeX, SlopeY,  
      U             dSigmaDx, dSigmaDy,  
603       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
604       I             bi, bj, myThid )       U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
605         U             dSigmaDr,
606         I             dSigmaDx, dSigmaDy,
607         I             ldd97_LrhoW, locMixLayer, rC,
608         I             kLow_W,
609         I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
610    
 cph( NEW  
611  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
 cph(  
612  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeSqr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
613  CADJ STORE taperfct(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE taperFct(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
 cph)  
614  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
 cph)  
615    
616  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL
617    c      IF ( GM_nonUnitDiag ) THEN
618          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
619           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
620            Kux(i,j,k,bi,bj) =            Kux(i,j,k,bi,bj) =
621       &     ( GM_isopycK  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
622         &     ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
623    #else
624         &     ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
625         &        *op5*(GM_isoFac2d(i-1,j,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
626    #endif
627  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
628       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))
629  #endif  #endif
630       &     )       &     )*taperFct(i,j)
      &     *taperFct(i,j)  
631           ENDDO           ENDDO
632          ENDDO          ENDDO
633  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 326  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 640  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
640            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 )
641           ENDDO           ENDDO
642          ENDDO          ENDDO
643    c      ENDIF
644  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */
645    
646  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL
# Line 334  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 649  CADJ STORE Kux(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
649  CADJ STORE SlopeX(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeX(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
650  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
651  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
652        IF (GM_ExtraDiag) THEN         IF ( GM_ExtraDiag ) THEN
653          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
654           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
655            Kuz(i,j,k,bi,bj) =            Kuz(i,j,k,bi,bj) =
656       &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*GM_background_K  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
657         &     ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
658    #else
659         &     ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
660         &        *op5*(GM_isoFac2d(i-1,j,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
661    #endif
662    #ifdef ALLOW_KAPGM_CONTROL
663         &     - GM_skewflx*kapgm(i,j,k,bi,bj)
664    #else
665         &     - GM_skewflx*GM_background_K*GM_bolFac1d(k)
666         &        *op5*(GM_bolFac2d(i-1,j,bi,bj)+GM_bolFac2d(i,j,bi,bj))
667    #endif
668  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
669       &     +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
670  #endif  #endif
671       &     )*SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)       &     )*SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)
672           ENDDO           ENDDO
673          ENDDO          ENDDO
674        ENDIF         ENDIF
675  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */
676    
677  C     Gradient of Sigma at V points  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
678        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         IF (doDiagRediFlx) THEN
679         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          km1 = MAX(k-1,1)
680          dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i, j ,k) +sigmaX(i+1, j ,k)          DO j=1,sNy
681       &                    +sigmaX(i,j-1,k) +sigmaX(i+1,j-1,k) )           DO i=1,sNx+1
682       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)  C         store in tmp1k Kuz_Redi
683          dSigmaDy(i,j)=sigmaY(i,j,k)  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
684       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)            tmp1k(i,j) = ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
685          dSigmaDrReal(i,j)=op25*( sigmaR(i,j-1, k ) +sigmaR(i,j, k )  #else
686       &                  +maskp1*(sigmaR(i,j-1,kp1) +sigmaR(i,j,kp1)) )            tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK
687       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)  #endif
688    #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
689         &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))*0.5 _d 0
690    #endif
691         &                 )*SlopeX(i,j)*taperFct(i,j)
692             ENDDO
693            ENDDO
694            DO j=1,sNy
695             DO i=1,sNx+1
696    C-        Vertical gradients interpolated to U points
697              dTdz = (
698         &     +recip_drC(k)*
699         &       ( maskC(i-1,j,k,bi,bj)*
700         &           (theta(i-1,j,km1,bi,bj)-theta(i-1,j,k,bi,bj))
701         &        +maskC( i ,j,k,bi,bj)*
702         &           (theta( i ,j,km1,bi,bj)-theta( i ,j,k,bi,bj))
703         &       )
704         &     +recip_drC(kp1)*
705         &       ( maskC(i-1,j,kp1,bi,bj)*
706         &           (theta(i-1,j,k,bi,bj)-theta(i-1,j,kp1,bi,bj))
707         &        +maskC( i ,j,kp1,bi,bj)*
708         &           (theta( i ,j,k,bi,bj)-theta( i ,j,kp1,bi,bj))
709         &       )      ) * 0.25 _d 0
710               tmp1k(i,j) = dyG(i,j,bi,bj)*drF(k)
711         &                * _hFacW(i,j,k,bi,bj)
712         &                * tmp1k(i,j) * dTdz
713             ENDDO
714            ENDDO
715            CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KuzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)
716           ENDIF
717    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
718    
719    C-- end 2nd  loop on vertical level index k
720          ENDDO
721    
722    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
723    C-- 3rd  k loop : compute Tensor Coeff. at V point
724    
725    #ifdef ALLOW_KPP
726          IF ( useKPP ) THEN
727           DO j=2-Oly,sNy+Oly
728            DO i=1-Olx,sNx+Olx
729             locMixLayer(i,j) = ( KPPhbl(i,j-1,bi,bj)
730         &                      + KPPhbl(i, j ,bi,bj) )*op5
731            ENDDO
732           ENDDO
733          ELSE
734    #else
735          IF ( .TRUE. ) THEN
736    #endif
737           DO j=2-Oly,sNy+Oly
738            DO i=1-Olx,sNx+Olx
739             locMixLayer(i,j) = ( hMixLayer(i,j-1,bi,bj)
740         &                      + hMixLayer(i, j ,bi,bj) )*op5
741            ENDDO
742           ENDDO
743          ENDIF
744          DO j=1-Oly,sNy+Oly
745           DO i=1-Olx,sNx+Olx
746             hTransLay(i,j) =  0.
747             baseSlope(i,j) =  0.
748             recipLambda(i,j)= 0.
749           ENDDO
750          ENDDO
751          DO j=2-Oly,sNy+Oly
752           DO i=1-Olx,sNx+Olx
753             hTransLay(i,j) = MAX( R_low(i,j-1,bi,bj), R_low(i,j,bi,bj) )
754         ENDDO         ENDDO
755        ENDDO        ENDDO
756    
757    C     Gradient of Sigma at V points
758          DO k=Nr,1,-1
759           kp1 = MIN(Nr,k+1)
760           maskp1 = 1. _d 0
761           IF (k.GE.Nr) maskp1 = 0. _d 0
762    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
763           kkey = (igmkey-1)*Nr + k
764    #endif
765    
766           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
767            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
768             dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i, j ,k) +sigmaX(i+1, j ,k)
769         &                       +sigmaX(i,j-1,k) +sigmaX(i+1,j-1,k)
770         &                      )*_maskS(i,j,k,bi,bj)
771             dSigmaDy(i,j)=sigmaY(i,j,k)
772         &                       *_maskS(i,j,k,bi,bj)
773             dSigmaDr(i,j)=op25*( sigmaR(i,j-1, k )+sigmaR(i,j, k )
774         &                      +(sigmaR(i,j-1,kp1)+sigmaR(i,j,kp1))*maskp1
775         &                      )*_maskS(i,j,k,bi,bj)
776            ENDDO
777           ENDDO
778    
779  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
780  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
781  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
782  CADJ STORE dsigmadrreal(:,:)   = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
783    CADJ STORE baseSlope(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
784    CADJ STORE hTransLay(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
785    CADJ STORE recipLambda(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
786  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
787    
788  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip
789        CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(         CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(
790       U             dSigmadRReal,       O             SlopeX, SlopeY,
      I             rF(K),K,  
      U             SlopeX, SlopeY,  
      U             dSigmaDx, dSigmaDy,  
791       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
792       I             bi, bj, myThid )       U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
793         U             dSigmaDr,
794         I             dSigmaDx, dSigmaDy,
795         I             ldd97_LrhoS, locMixLayer, rC,
796         I             kLow_S,
797         I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
798    
799  cph(  cph(
800  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 386  cph) Line 805  cph)
805  cph)  cph)
806    
807  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL
808    c      IF ( GM_nonUnitDiag ) THEN
809          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
810           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
811            Kvy(i,j,k,bi,bj) =            Kvy(i,j,k,bi,bj) =
812       &     ( GM_isopycK  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
813         &     ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
814    #else
815         &     ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
816         &        *op5*(GM_isoFac2d(i,j-1,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
817    #endif
818  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
819       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))
820  #endif  #endif
821       &     )       &     )*taperFct(i,j)
      &     *taperFct(i,j)  
822           ENDDO           ENDDO
823          ENDDO          ENDDO
824  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 407  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 831  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
831            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 )
832           ENDDO           ENDDO
833          ENDDO          ENDDO
834    c      ENDIF
835  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */
836    
837  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL
# Line 415  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 840  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
840  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
841  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
842  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
843        IF (GM_ExtraDiag) THEN         IF ( GM_ExtraDiag ) THEN
844          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
845           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
846            Kvz(i,j,k,bi,bj) =            Kvz(i,j,k,bi,bj) =
847       &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*GM_background_K  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
848         &     ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
849    #else
850         &     ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
851         &        *op5*(GM_isoFac2d(i,j-1,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
852    #endif
853    #ifdef ALLOW_KAPGM_CONTROL
854         &     - GM_skewflx*kapgm(i,j,k,bi,bj)
855    #else
856         &     - GM_skewflx*GM_background_K*GM_bolFac1d(k)
857         &        *op5*(GM_bolFac2d(i,j-1,bi,bj)+GM_bolFac2d(i,j,bi,bj))
858    #endif
859  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
860       &     +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
861  #endif  #endif
862       &     )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)       &     )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)
863           ENDDO           ENDDO
864          ENDDO          ENDDO
865        ENDIF         ENDIF
866  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */
867    
868  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL || GM_EXTRA_DIAGONAL */  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
869           IF (doDiagRediFlx) THEN
870            km1 = MAX(k-1,1)
871            DO j=1,sNy+1
872             DO i=1,sNx
873    C         store in tmp1k Kvz_Redi
874    #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
875              tmp1k(i,j) = ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
876    #else
877              tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK
878    #endif
879    #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
880         &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))*0.5 _d 0
881    #endif
882         &                 )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)
883             ENDDO
884            ENDDO
885            DO j=1,sNy+1
886             DO i=1,sNx
887    C-        Vertical gradients interpolated to U points
888              dTdz = (
889         &     +recip_drC(k)*
890         &       ( maskC(i,j-1,k,bi,bj)*
891         &           (theta(i,j-1,km1,bi,bj)-theta(i,j-1,k,bi,bj))
892         &        +maskC(i, j ,k,bi,bj)*
893         &           (theta(i, j ,km1,bi,bj)-theta(i, j ,k,bi,bj))
894         &       )
895         &     +recip_drC(kp1)*
896         &       ( maskC(i,j-1,kp1,bi,bj)*
897         &           (theta(i,j-1,k,bi,bj)-theta(i,j-1,kp1,bi,bj))
898         &        +maskC(i, j ,kp1,bi,bj)*
899         &           (theta(i, j ,k,bi,bj)-theta(i, j ,kp1,bi,bj))
900         &       )      ) * 0.25 _d 0
901               tmp1k(i,j) = dxG(i,j,bi,bj)*drF(k)
902         &                * _hFacS(i,j,k,bi,bj)
903         &                * tmp1k(i,j) * dTdz
904             ENDDO
905            ENDDO
906            CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KvzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)
907           ENDIF
908    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
909    
910  #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  
911        ENDDO        ENDDO
       GM_TimeAve(k,bi,bj)=GM_TimeAve(k,bi,bj)+deltaTclock  
 #endif /* ALLOW_TIMEAVE */  
912    
913  C-- end 2nd loop on vertical level index k  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL || GM_EXTRA_DIAGONAL */
       ENDDO  
914    
915    
916  #ifdef GM_BOLUS_ADVEC  #ifdef GM_BOLUS_ADVEC
917        IF (GM_AdvForm) THEN        IF (GM_AdvForm) THEN
918          CALL GMREDI_CALC_PSI_B(         CALL GMREDI_CALC_PSI_B(
919       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
920       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
921       I             myThid )       I             ldd97_LrhoW, ldd97_LrhoS,
922         I             myThid )
923        ENDIF        ENDIF
924  #endif  #endif
925    
926    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
927    C--   Time-average
928          IF ( taveFreq.GT.0. ) THEN
929    
930             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_Kwx_T, Kwx, Nr,
931         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
932             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_Kwy_T, Kwy, Nr,
933         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
934             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_Kwz_T, Kwz, Nr,
935         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
936    #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
937           IF ( GM_Visbeck_alpha.NE.0. ) THEN
938             CALL TIMEAVE_CUMULATE( Visbeck_K_T, VisbeckK, 1,
939         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
940           ENDIF
941    #endif
942    #ifdef GM_BOLUS_ADVEC
943           IF ( GM_AdvForm ) THEN
944             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_PsiXtave, GM_PsiX, Nr,
945         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
946             CALL TIMEAVE_CUMULATE( GM_PsiYtave, GM_PsiY, Nr,
947         &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
948           ENDIF
949    #endif
950           GM_timeAve(bi,bj) = GM_timeAve(bi,bj)+deltaTclock
951    
952          ENDIF
953    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
954    
955    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
956          IF ( useDiagnostics ) THEN
957            CALL GMREDI_DIAGNOSTICS_FILL(bi,bj,myThid)
958          ENDIF
959    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
960    
961  #endif /* ALLOW_GMREDI */  #endif /* ALLOW_GMREDI */
962    
963        RETURN        RETURN
964        END        END
965    
966    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
967    
968        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
969       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             iMin, iMax, jMin, jMax,
970       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
971       I             myThid )       I             bi, bj, myTime, myIter, myThid )
972  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
973  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR                            |  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR                            |
974  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.          |  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.          |
# Line 478  C     \================================= Line 978  C     \=================================
978    
979  C     == Global variables ==  C     == Global variables ==
980  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
 #include "GRID.h"  
 #include "DYNVARS.h"  
981  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
 #include "PARAMS.h"  
982  #include "GMREDI.h"  #include "GMREDI.h"
983    
984  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
# Line 489  C Line 986  C
986        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
987        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
988        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
989        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER iMin,iMax,jMin,jMax
990          INTEGER bi, bj
991          _RL     myTime
992          INTEGER myIter
993        INTEGER myThid        INTEGER myThid
994  CEndOfInterface  CEndOfInterface
995    
       INTEGER i, j, k  
   
996  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef ALLOW_GMREDI
997    
998          INTEGER i, j, k
999    
1000        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
1001         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
1002          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
Legend:
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