/[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 1.23 by heimbach, Wed Jun 7 01:55:14 2006 UTC revision 1.39 by jmc, Thu Feb 10 21:24:19 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 23  C     == Global variables == Line 33  C     == Global variables ==
33  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
34  #include "GMREDI.h"  #include "GMREDI.h"
35  #include "GMREDI_TAVE.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)
# Line 49  C     == Local variables == Line 71  C     == Local variables ==
71        _RL dSigmaDr(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)
       _RL maskp1, Kgm_tmp  
74        _RL ldd97_LrhoC(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL ldd97_LrhoC(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
75        _RL ldd97_LrhoW(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL ldd97_LrhoW(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
76        _RL ldd97_LrhoS(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)        _RL ldd97_LrhoS(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
77        _RL Cspd, LrhoInf, LrhoSup, fCoriLoc        _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  #endif  #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  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
105        LOGICAL  doDiagRediFlx        LOGICAL  doDiagRediFlx
106        LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON        LOGICAL  DIAGNOSTICS_IS_ON
107        EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON        EXTERNAL DIAGNOSTICS_IS_ON
108        INTEGER  km1  #if ( defined (GM_NON_UNITY_DIAGONAL) || defined (GM_EXTRA_DIAGONAL) )
109        _RL dTdz        _RL dTdz
110        _RL tmp1k(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _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-|--+----|  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
115    
# Line 90  C---+----1----+----2----+----3----+----4 Line 130  C---+----1----+----2----+----3----+----4
130        doDiagRediFlx = .FALSE.        doDiagRediFlx = .FALSE.
131        IF ( useDiagnostics ) THEN        IF ( useDiagnostics ) THEN
132          doDiagRediFlx = DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KuzTz', myThid )          doDiagRediFlx = DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KuzTz', myThid )
133          doDiagRediFlx = doDiagRediFlx .OR.          doDiagRediFlx = doDiagRediFlx .OR.
134       &                  DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KvzTz', myThid )       &                  DIAGNOSTICS_IS_ON('GM_KvzTz', myThid )
135        ENDIF        ENDIF
136  #endif  #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 104  C---+----1----+----2----+----3----+----4 Line 148  C---+----1----+----2----+----3----+----4
148  #endif  #endif
149    
150  C--   set ldd97_Lrho (for tapering scheme ldd97):  C--   set ldd97_Lrho (for tapering scheme ldd97):
151        IF (GM_taper_scheme.EQ.'ldd97') THEN        IF ( GM_taper_scheme.EQ.'ldd97' .OR.
152         &     GM_taper_scheme.EQ.'fm07' ) THEN
153         Cspd = 2. _d 0         Cspd = 2. _d 0
154         LrhoInf = 15. _d 3         LrhoInf = 15. _d 3
155         LrhoSup = 100. _d 3         LrhoSup = 100. _d 3
# Line 121  C-     Tracer point location (center): Line 166  C-     Tracer point location (center):
166         ENDDO         ENDDO
167  C-     U point location (West):  C-     U point location (West):
168         DO j=1-Oly,sNy+Oly         DO j=1-Oly,sNy+Oly
169            kLow_W(1-Olx,j) = 0
170          ldd97_LrhoW(1-Olx,j) = LrhoSup          ldd97_LrhoW(1-Olx,j) = LrhoSup
171          DO i=1-Olx+1,sNx+Olx          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))           fCoriLoc = op5*(fCori(i-1,j,bi,bj)+fCori(i,j,bi,bj))
174           IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN           IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN
175             ldd97_LrhoW(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)             ldd97_LrhoW(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)
# Line 134  C-     U point location (West): Line 181  C-     U point location (West):
181         ENDDO         ENDDO
182  C-     V point location (South):  C-     V point location (South):
183         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
184             kLow_S(i,1-Oly) = 0
185           ldd97_LrhoS(i,1-Oly) = LrhoSup           ldd97_LrhoS(i,1-Oly) = LrhoSup
186         ENDDO         ENDDO
187         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly
188          DO i=1-Olx,sNx+Olx          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))           fCoriLoc = op5*(fCori(i,j-1,bi,bj)+fCori(i,j,bi,bj))
191           IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN           IF (fCoriLoc.NE.0.) THEN
192             ldd97_LrhoS(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)             ldd97_LrhoS(i,j) = Cspd/ABS(fCoriLoc)
# Line 157  C-    Just initialize to zero (not use a Line 206  C-    Just initialize to zero (not use a
206          ENDDO          ENDDO
207         ENDDO         ENDDO
208        ENDIF        ENDIF
 C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|  
209    
210        DO k=2,Nr  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 190  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          dSigmaDr(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 dSigmaDr(:,:)       = 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       O             SlopeX, SlopeY,       O             SlopeX, SlopeY,
383       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
384         U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
385       U             dSigmaDr,       U             dSigmaDr,
386       I             dSigmaDx, dSigmaDy,       I             dSigmaDx, dSigmaDy,
387       I             ldd97_LrhoC,rF(k),k,       I             ldd97_LrhoC, locMixLayer, rF,
388       I             bi, bj, myThid )       I             kLowC(1-Olx,1-Oly,bi,bj),
389         I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
       DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  
        DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1  
   
 C       Mask Iso-neutral slopes  
         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
# Line 239  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)     = comlev1_b Line 405  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)     = comlev1_b
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 do not 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 260  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    
         IF (K.eq.2) VisbeckK(i,j,bi,bj)=0.  
440          IF ( Ssq(i,j).NE.0. .AND. dSigmaDr(i,j).NE.0. ) THEN          IF ( Ssq(i,j).NE.0. .AND. dSigmaDr(i,j).NE.0. ) THEN
441           N2= -Gravity*recip_RhoConst*dSigmaDr(i,j)           N2loc = -gravity*recip_rhoConst*dSigmaDr(i,j)
442           SN=sqrt(Ssq(i,j)*N2)           SNloc = SQRT(Ssq(i,j)*N2loc )
443           VisbeckK(i,j,bi,bj)=VisbeckK(i,j,bi,bj)+deltaH           VisbeckK(i,j,bi,bj) = VisbeckK(i,j,bi,bj)
444       &      *GM_Visbeck_alpha*GM_Visbeck_length*GM_Visbeck_length*SN       &       +deltaH*GM_Visbeck_alpha
445         &              *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 287  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         &            GM_Visbeck_maxVal_K )
468          ENDDO          ENDDO
469         ENDDO         ENDDO
470        ENDIF        ENDIF
# Line 303  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)= ( 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          dSigmaDr(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 dSigmaDr(:,:)   = 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       O             SlopeX, SlopeY,       O             SlopeX, SlopeY,
603       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
604         U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
605       U             dSigmaDr,       U             dSigmaDr,
606       I             dSigmaDx, dSigmaDy,       I             dSigmaDx, dSigmaDy,
607       I             ldd97_LrhoW,rC(k),k,       I             ldd97_LrhoW, locMixLayer, rC,
608       I             bi, bj, myThid )       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 402  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 410  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  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
678        IF (doDiagRediFlx) THEN         IF (doDiagRediFlx) THEN
679          km1 = MAX(k-1,1)          km1 = MAX(k-1,1)
680          DO j=1,sNy          DO j=1,sNy
681           DO i=1,sNx+1           DO i=1,sNx+1
682  C         store in tmp1k Kuz_Redi  C         store in tmp1k Kuz_Redi
683            tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
684              tmp1k(i,j) = ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
685    #else
686              tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
687         &        *op5*(GM_isoFac2d(i-1,j,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
688    #endif
689  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
690       &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))*0.5 _d 0       &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i-1,j,bi,bj))*0.5 _d 0
691  #endif  #endif
# Line 459  C-        Vertical gradients interpolate Line 714  C-        Vertical gradients interpolate
714           ENDDO           ENDDO
715          ENDDO          ENDDO
716          CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KuzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KuzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)
717        ENDIF         ENDIF
718  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
719    
720  C     Gradient of Sigma at V points  C-- end 2nd  loop on vertical level index k
721        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1        ENDDO
722         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1  
723          dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i, j ,k) +sigmaX(i+1, j ,k)  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
724       &                    +sigmaX(i,j-1,k) +sigmaX(i+1,j-1,k) )  C-- 3rd  k loop : compute Tensor Coeff. at V point
725       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)  
726          dSigmaDy(i,j)=sigmaY(i,j,k)  #ifdef ALLOW_KPP
727       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)        IF ( useKPP ) THEN
728          dSigmaDr(i,j)=op25*( sigmaR(i,j-1, k ) +sigmaR(i,j, k )         DO j=2-Oly,sNy+Oly
729       &                  +maskp1*(sigmaR(i,j-1,kp1) +sigmaR(i,j,kp1)) )          DO i=1-Olx,sNx+Olx
730       &          *_maskS(i,j,k,bi,bj)           locMixLayer(i,j) = ( KPPhbl(i,j-1,bi,bj)
731         &                      + KPPhbl(i, j ,bi,bj) )*op5
732            ENDDO
733           ENDDO
734          ELSE
735    #else
736          IF ( .TRUE. ) THEN
737    #endif
738           DO j=2-Oly,sNy+Oly
739            DO i=1-Olx,sNx+Olx
740             locMixLayer(i,j) = ( hMixLayer(i,j-1,bi,bj)
741         &                      + hMixLayer(i, j ,bi,bj) )*op5
742            ENDDO
743           ENDDO
744          ENDIF
745          DO j=1-Oly,sNy+Oly
746           DO i=1-Olx,sNx+Olx
747             hTransLay(i,j) =  0.
748             baseSlope(i,j) =  0.
749             recipLambda(i,j)= 0.
750           ENDDO
751          ENDDO
752          DO j=2-Oly,sNy+Oly
753           DO i=1-Olx,sNx+Olx
754             hTransLay(i,j) = MAX( R_low(i,j-1,bi,bj), R_low(i,j,bi,bj) )
755         ENDDO         ENDDO
756        ENDDO        ENDDO
757    
758    C     Gradient of Sigma at V points
759          DO k=Nr,1,-1
760           kp1 = MIN(Nr,k+1)
761           maskp1 = 1. _d 0
762           IF (k.GE.Nr) maskp1 = 0. _d 0
763    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
764           kkey = (igmkey-1)*Nr + k
765    #endif
766    
767           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
768            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
769             dSigmaDx(i,j)=op25*( sigmaX(i, j ,k) +sigmaX(i+1, j ,k)
770         &                       +sigmaX(i,j-1,k) +sigmaX(i+1,j-1,k)
771         &                      )*_maskS(i,j,k,bi,bj)
772             dSigmaDy(i,j)=sigmaY(i,j,k)
773         &                       *_maskS(i,j,k,bi,bj)
774             dSigmaDr(i,j)=op25*( sigmaR(i,j-1, k )+sigmaR(i,j, k )
775         &                      +(sigmaR(i,j-1,kp1)+sigmaR(i,j,kp1))*maskp1
776         &                      )*_maskS(i,j,k,bi,bj)
777            ENDDO
778           ENDDO
779    
780  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
781  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDx(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
782  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDy(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
783  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)   = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE dSigmaDr(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
784    CADJ STORE baseSlope(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
785    CADJ STORE hTransLay(:,:)      = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
786    CADJ STORE recipLambda(:,:)    = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
787  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
788    
789  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip  C     Calculate slopes for use in tensor, taper and/or clip
790        CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(         CALL GMREDI_SLOPE_LIMIT(
791       O             SlopeX, SlopeY,       O             SlopeX, SlopeY,
792       O             SlopeSqr, taperFct,       O             SlopeSqr, taperFct,
793         U             hTransLay, baseSlope, recipLambda,
794       U             dSigmaDr,       U             dSigmaDr,
795       I             dSigmaDx, dSigmaDy,       I             dSigmaDx, dSigmaDy,
796       I             ldd97_LrhoS,rC(k),k,       I             ldd97_LrhoS, locMixLayer, rC,
797       I             bi, bj, myThid )       I             kLow_S,
798         I             k, bi, bj, myTime, myIter, myThid )
799    
800  cph(  cph(
801  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 500  cph) Line 806  cph)
806  cph)  cph)
807    
808  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL  #ifdef GM_NON_UNITY_DIAGONAL
809    c      IF ( GM_nonUnitDiag ) THEN
810          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
811           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
812            Kvy(i,j,k,bi,bj) =            Kvy(i,j,k,bi,bj) =
813       &     ( GM_isopycK  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
814         &     ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
815    #else
816         &     ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
817         &        *op5*(GM_isoFac2d(i,j-1,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
818    #endif
819  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
820       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))       &     +op5*(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))
821  #endif  #endif
822       &     )       &     )*taperFct(i,j)
      &     *taperFct(i,j)  
823           ENDDO           ENDDO
824          ENDDO          ENDDO
825  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
# Line 521  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 832  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
832            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 )
833           ENDDO           ENDDO
834          ENDDO          ENDDO
835    c      ENDIF
836  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL */
837    
838  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL  #ifdef GM_EXTRA_DIAGONAL
# Line 529  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b Line 841  CADJ STORE Kvy(:,:,k,bi,bj)  = comlev1_b
841  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE SlopeY(:,:)       = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
842  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte  CADJ STORE taperFct(:,:)     = comlev1_bibj_k, key=kkey, byte=isbyte
843  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */  #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
844        IF (GM_ExtraDiag) THEN         IF ( GM_ExtraDiag ) THEN
845          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
846           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1
847            Kvz(i,j,k,bi,bj) =            Kvz(i,j,k,bi,bj) =
848       &     ( GM_isopycK - GM_skewflx*GM_background_K  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
849         &     ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
850    #else
851         &     ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
852         &        *op5*(GM_isoFac2d(i,j-1,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
853    #endif
854    #ifdef ALLOW_KAPGM_CONTROL
855         &     - GM_skewflx*kapgm(i,j,k,bi,bj)
856    #else
857         &     - GM_skewflx*GM_background_K*GM_bolFac1d(k)
858         &        *op5*(GM_bolFac2d(i,j-1,bi,bj)+GM_bolFac2d(i,j,bi,bj))
859    #endif
860  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
861       &     +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
862  #endif  #endif
863       &     )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)       &     )*SlopeY(i,j)*taperFct(i,j)
864           ENDDO           ENDDO
865          ENDDO          ENDDO
866        ENDIF         ENDIF
867  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */  #endif /* GM_EXTRA_DIAGONAL */
868    
869  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
870        IF (doDiagRediFlx) THEN         IF (doDiagRediFlx) THEN
871  c       km1 = MAX(k-1,1)          km1 = MAX(k-1,1)
872          DO j=1,sNy+1          DO j=1,sNy+1
873           DO i=1,sNx           DO i=1,sNx
874  C         store in tmp1k Kvz_Redi  C         store in tmp1k Kvz_Redi
875            tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK  #ifdef ALLOW_KAPREDI_CONTROL
876              tmp1k(i,j) = ( kapredi(i,j,k,bi,bj)
877    #else
878              tmp1k(i,j) = ( GM_isopycK*GM_isoFac1d(k)
879         &        *op5*(GM_isoFac2d(i,j-1,bi,bj)+GM_isoFac2d(i,j,bi,bj))
880    #endif
881  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K  #ifdef GM_VISBECK_VARIABLE_K
882       &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))*0.5 _d 0       &     +(VisbeckK(i,j,bi,bj)+VisbeckK(i,j-1,bi,bj))*0.5 _d 0
883  #endif  #endif
# Line 578  C-        Vertical gradients interpolate Line 906  C-        Vertical gradients interpolate
906           ENDDO           ENDDO
907          ENDDO          ENDDO
908          CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KvzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(tmp1k, 'GM_KvzTz', k,1,2,bi,bj,myThid)
909        ENDIF         ENDIF
910  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
911    
912  #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL || GM_EXTRA_DIAGONAL */  C-- end 3rd  loop on vertical level index k
   
 C-- end 2nd loop on vertical level index k  
913        ENDDO        ENDDO
914    
915    #endif /* GM_NON_UNITY_DIAGONAL || GM_EXTRA_DIAGONAL */
916    
917    
918  #ifdef GM_BOLUS_ADVEC  #ifdef GM_BOLUS_ADVEC
919        IF (GM_AdvForm) THEN        IF (GM_AdvForm) THEN
920          CALL GMREDI_CALC_PSI_B(  #ifdef GM_BOLUS_BVP
921           IF (GM_UseBVP) THEN
922            CALL GMREDI_CALC_PSI_BVP(
923       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
924       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
925       I             ldd97_LrhoW, ldd97_LrhoS,       I             myThid )
926       I             myThid )         ELSE
927    #endif
928            CALL GMREDI_CALC_PSI_B(
929         I              bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
930         I              sigmaX, sigmaY, sigmaR,
931         I              ldd97_LrhoW, ldd97_LrhoS,
932         I              myThid )
933    #ifdef GM_BOLUS_BVP
934           ENDIF
935    #endif
936        ENDIF        ENDIF
937  #endif  #endif
938    
# Line 621  C--   Time-average Line 960  C--   Time-average
960       &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )       &                          deltaTclock, bi, bj, myThid )
961         ENDIF         ENDIF
962  #endif  #endif
963         DO k=1,Nr         GM_timeAve(bi,bj) = GM_timeAve(bi,bj)+deltaTclock
          GM_TimeAve(k,bi,bj)=GM_TimeAve(k,bi,bj)+deltaTclock  
        ENDDO  
964    
965        ENDIF        ENDIF
966  #endif /* ALLOW_TIMEAVE */  #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
967    
968  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
969        IF ( useDiagnostics ) THEN        IF ( useDiagnostics ) THEN
970         CALL GMREDI_DIAGNOSTICS_DRIVER(bi,bj,myThid)          CALL GMREDI_DIAGNOSTICS_FILL(bi,bj,myThid)
971        ENDIF        ENDIF
972  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
973    
# Line 639  C--   Time-average Line 976  C--   Time-average
976        RETURN        RETURN
977        END        END
978    
979    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
980    
981    CBOP
982    C     !ROUTINE: GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY
983    C     !INTERFACE:
984        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(        SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY(
985       I             bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I             iMin, iMax, jMin, jMax,
986       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,       I             sigmaX, sigmaY, sigmaR,
987       I             myThid )       I             bi, bj, myTime, myIter, myThid )
988  C     /==========================================================\  
989  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR                            |  C     !DESCRIPTION: \bv
990  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.          |  C     *==========================================================*
991  C     |==========================================================|  C     | SUBROUTINE GMREDI_CALC_TENSOR_DUMMY
992  C     \==========================================================/  C     | o Calculate tensor elements for GM/Redi tensor.
993    C     *==========================================================*
994    C     \ev
995    
996    C     !USES:
997        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
998    
999  C     == Global variables ==  C     == Global variables ==
# Line 656  C     == Global variables == Line 1001  C     == Global variables ==
1001  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
1002  #include "GMREDI.h"  #include "GMREDI.h"
1003    
1004  C     == Routine arguments ==  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
 C  
1005        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
1006        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
1007        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)        _RL sigmaR(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,Nr)
1008        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER iMin,iMax,jMin,jMax
1009          INTEGER bi, bj
1010          _RL     myTime
1011          INTEGER myIter
1012        INTEGER myThid        INTEGER myThid
1013  CEndOfInterface  CEOP
   
       INTEGER i, j, k  
1014    
1015  #ifdef ALLOW_GMREDI  #ifdef ALLOW_GMREDI
1016    C     !LOCAL VARIABLES:
1017          INTEGER i, j, k
1018    
1019        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
1020         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1         DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1
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