New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
dynspg_ts.F90 in NEMO/branches/2020/dev_r13327_KERNEL-06_2_techene_e3/src/OCE/DYN – NEMO

source: NEMO/branches/2020/dev_r13327_KERNEL-06_2_techene_e3/src/OCE/DYN/dynspg_ts.F90 @ 13427

Last change on this file since 13427 was 13427, checked in by techene, 4 years ago

debug in order to pass non linear SETTE test when agrif in not activated see #2385

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 80.9 KB
Line 
1MODULE dynspg_ts
2
3   !! Includes ROMS wd scheme with diagnostic outputs ; puu(:,:,:,Kmm) and puu(:,:,:,Krhs) updates are commented out !
4
5   !!======================================================================
6   !!                   ***  MODULE  dynspg_ts  ***
7   !! Ocean dynamics:  surface pressure gradient trend, split-explicit scheme
8   !!======================================================================
9   !! History :   1.0  ! 2004-12  (L. Bessieres, G. Madec)  Original code
10   !!              -   ! 2005-11  (V. Garnier, G. Madec)  optimization
11   !!              -   ! 2006-08  (S. Masson)  distributed restart using iom
12   !!             2.0  ! 2007-07  (D. Storkey) calls to BDY routines
13   !!              -   ! 2008-01  (R. Benshila)  change averaging method
14   !!             3.2  ! 2009-07  (R. Benshila, G. Madec) Complete revisit associated to vvl reactivation
15   !!             3.3  ! 2010-09  (D. Storkey, E. O'Dea) update for BDY for Shelf configurations
16   !!             3.3  ! 2011-03  (R. Benshila, R. Hordoir, P. Oddo) update calculation of ub_b
17   !!             3.5  ! 2013-07  (J. Chanut) Switch to Forward-backward time stepping
18   !!             3.6  ! 2013-11  (A. Coward) Update for z-tilde compatibility
19   !!             3.7  ! 2015-11  (J. Chanut) free surface simplification
20   !!              -   ! 2016-12  (G. Madec, E. Clementi) update for Stoke-Drift divergence
21   !!             4.0  ! 2017-05  (G. Madec)  drag coef. defined at t-point (zdfdrg.F90)
22   !!---------------------------------------------------------------------
23
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   !!   dyn_spg_ts     : compute surface pressure gradient trend using a time-splitting scheme
26   !!   dyn_spg_ts_init: initialisation of the time-splitting scheme
27   !!   ts_wgt         : set time-splitting weights for temporal averaging (or not)
28   !!   ts_rst         : read/write time-splitting fields in restart file
29   !!----------------------------------------------------------------------
30   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
31   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
32   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
33   USE isf_oce         ! ice shelf variable (fwfisf)
34   USE zdf_oce         ! vertical physics: variables
35   USE zdfdrg          ! vertical physics: top/bottom drag coef.
36   USE sbcapr          ! surface boundary condition: atmospheric pressure
37   USE dynadv    , ONLY: ln_dynadv_vec
38   USE dynvor          ! vortivity scheme indicators
39   USE phycst          ! physical constants
40   USE dynvor          ! vorticity term
41   USE wet_dry         ! wetting/drying flux limter
42   USE bdy_oce         ! open boundary
43   USE bdyvol          ! open boundary volume conservation
44   USE bdytides        ! open boundary condition data
45   USE bdydyn2d        ! open boundary conditions on barotropic variables
46   USE tide_mod        !
47   USE sbcwave         ! surface wave
48#if defined key_agrif
49   USE agrif_oce_interp ! agrif
50   USE agrif_oce
51#endif
52#if defined key_asminc   
53   USE asminc          ! Assimilation increment
54#endif
55   !
56   USE in_out_manager  ! I/O manager
57   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
58   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
59   USE prtctl          ! Print control
60   USE iom             ! IOM library
61   USE restart         ! only for lrst_oce
62
63   USE iom   ! to remove
64
65   IMPLICIT NONE
66   PRIVATE
67
68   PUBLIC dyn_spg_ts        ! called by dyn_spg
69   PUBLIC dyn_spg_ts_init   !    -    - dyn_spg_init
70
71   !! Time filtered arrays at baroclinic time step:
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   un_adv , vn_adv   !: Advection vel. at "now" barocl. step
73   !
74   INTEGER, SAVE :: icycle      ! Number of barotropic sub-steps for each internal step nn_e <= 2.5 nn_e
75   REAL(wp),SAVE :: rDt_e       ! Barotropic time step
76   !
77   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)   ::   wgtbtp1, wgtbtp2   ! 1st & 2nd weights used in time filtering of barotropic fields
78   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   zwz                ! ff_f/h at F points
79   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ftnw, ftne         ! triad of coriolis parameter
80   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ftsw, ftse         ! (only used with een vorticity scheme)
81
82   REAL(wp) ::   r1_12 = 1._wp / 12._wp   ! local ratios
83   REAL(wp) ::   r1_8  = 0.125_wp         !
84   REAL(wp) ::   r1_4  = 0.25_wp          !
85   REAL(wp) ::   r1_2  = 0.5_wp           !
86
87   !! * Substitutions
88#  include "do_loop_substitute.h90"
89#  include "domzgr_substitute.h90"
90   !!----------------------------------------------------------------------
91   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
92   !! $Id$
93   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
94   !!----------------------------------------------------------------------
95CONTAINS
96
97   INTEGER FUNCTION dyn_spg_ts_alloc()
98      !!----------------------------------------------------------------------
99      !!                  ***  routine dyn_spg_ts_alloc  ***
100      !!----------------------------------------------------------------------
101      INTEGER :: ierr(3)
102      !!----------------------------------------------------------------------
103      ierr(:) = 0
104      !
105      ALLOCATE( wgtbtp1(3*nn_e), wgtbtp2(3*nn_e), zwz(jpi,jpj), STAT=ierr(1) )
106      IF( ln_dynvor_een .OR. ln_dynvor_eeT )   &
107         &     ALLOCATE( ftnw(jpi,jpj) , ftne(jpi,jpj) , ftsw(jpi,jpj) , ftse(jpi,jpj), STAT=ierr(2)   )
108         !
109      ALLOCATE( un_adv(jpi,jpj), vn_adv(jpi,jpj)                    , STAT=ierr(3) )
110      !
111      dyn_spg_ts_alloc = MAXVAL( ierr(:) )
112      !
113      CALL mpp_sum( 'dynspg_ts', dyn_spg_ts_alloc )
114      IF( dyn_spg_ts_alloc /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'dyn_spg_ts_alloc: failed to allocate arrays' )
115      !
116   END FUNCTION dyn_spg_ts_alloc
117
118
119   SUBROUTINE dyn_spg_ts( kt, Kbb, Kmm, Krhs, puu, pvv, pssh, puu_b, pvv_b, Kaa )
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      !!
122      !! ** Purpose : - Compute the now trend due to the explicit time stepping
123      !!              of the quasi-linear barotropic system, and add it to the
124      !!              general momentum trend.
125      !!
126      !! ** Method  : - split-explicit schem (time splitting) :
127      !!      Barotropic variables are advanced from internal time steps
128      !!      "n"   to "n+1" if ln_bt_fw=T
129      !!      or from
130      !!      "n-1" to "n+1" if ln_bt_fw=F
131      !!      thanks to a generalized forward-backward time stepping (see ref. below).
132      !!
133      !! ** Action :
134      !!      -Update the filtered free surface at step "n+1"      : pssh(:,:,Kaa)
135      !!      -Update filtered barotropic velocities at step "n+1" : puu_b(:,:,:,Kaa), vv_b(:,:,:,Kaa)
136      !!      -Compute barotropic advective fluxes at step "n"     : un_adv, vn_adv
137      !!      These are used to advect tracers and are compliant with discrete
138      !!      continuity equation taken at the baroclinic time steps. This
139      !!      ensures tracers conservation.
140      !!      - (puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs)) momentum trend updated with barotropic component.
141      !!
142      !! References : Shchepetkin and McWilliams, Ocean Modelling, 2005.
143      !!---------------------------------------------------------------------
144      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  kt                  ! ocean time-step index
145      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  Kbb, Kmm, Krhs, Kaa ! ocean time level indices
146      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(inout) ::  puu, pvv            ! ocean velocities and RHS of momentum equation
147      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpt)    , INTENT(inout) ::  pssh, puu_b, pvv_b  ! SSH and barotropic velocities at main time levels
148      !
149      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn        ! dummy loop indices
150      LOGICAL  ::   ll_fw_start           ! =T : forward integration
151      LOGICAL  ::   ll_init               ! =T : special startup of 2d equations
152      INTEGER  ::   noffset               ! local integers  : time offset for bdy update
153      REAL(wp) ::   r1_Dt_b, z1_hu, z1_hv          ! local scalars
154      REAL(wp) ::   za0, za1, za2, za3              !   -      -
155      REAL(wp) ::   zztmp, zldg               !   -      -
156      REAL(wp) ::   zhu_bck, zhv_bck, zhdiv         !   -      -
157      REAL(wp) ::   zun_save, zvn_save              !   -      -
158      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zu_trd, zu_frc, zu_spg, zssh_frc
159      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zv_trd, zv_frc, zv_spg
160      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zsshu_a, zhup2_e, zhtp2_e
161      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zsshv_a, zhvp2_e, zsshp2_e
162      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zCdU_u, zCdU_v   ! top/bottom stress at u- & v-points
163      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zhU, zhV         ! fluxes
164      REAL(wp), DIMENSION(jpi, jpj, jpk) :: ze3u, ze3v
165      !
166      REAL(wp) ::   zwdramp                     ! local scalar - only used if ln_wd_dl = .True.
167
168      INTEGER  :: iwdg, jwdg, kwdg   ! short-hand values for the indices of the output point
169
170      REAL(wp) ::   zepsilon, zgamma            !   -      -
171      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) :: zcpx, zcpy   ! Wetting/Dying gravity filter coef.
172      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) :: ztwdmask, zuwdmask, zvwdmask ! ROMS wetting and drying masks at t,u,v points
173      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) :: zuwdav2, zvwdav2    ! averages over the sub-steps of zuwdmask and zvwdmask
174      REAL(wp) ::   zt0substep !   Time of day at the beginning of the time substep
175      !!----------------------------------------------------------------------
176      !
177      IF( ln_wd_il ) ALLOCATE( zcpx(jpi,jpj), zcpy(jpi,jpj) )
178      !                                         !* Allocate temporary arrays
179      IF( ln_wd_dl ) ALLOCATE( ztwdmask(jpi,jpj), zuwdmask(jpi,jpj), zvwdmask(jpi,jpj), zuwdav2(jpi,jpj), zvwdav2(jpi,jpj))
180      !
181      zwdramp = r_rn_wdmin1               ! simplest ramp
182!     zwdramp = 1._wp / (rn_wdmin2 - rn_wdmin1) ! more general ramp
183      !                                         ! inverse of baroclinic time step
184      r1_Dt_b = 1._wp / rDt 
185      !
186      ll_init     = ln_bt_av                    ! if no time averaging, then no specific restart
187      ll_fw_start = .FALSE.
188      !                                         ! time offset in steps for bdy data update
189      IF( .NOT.ln_bt_fw ) THEN   ;   noffset = - nn_e
190      ELSE                       ;   noffset =   0 
191      ENDIF
192      !
193      IF( kt == nit000 ) THEN                   !* initialisation
194         !
195         IF(lwp) WRITE(numout,*)
196         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_spg_ts : surface pressure gradient trend'
197         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~   free surface with time splitting'
198         IF(lwp) WRITE(numout,*)
199         !
200         IF( l_1st_euler )   ll_init=.TRUE.
201         !
202         IF( ln_bt_fw .OR. l_1st_euler ) THEN
203            ll_fw_start =.TRUE.
204            noffset     = 0
205         ELSE
206            ll_fw_start =.FALSE.
207         ENDIF
208         !                    ! Set averaging weights and cycle length:
209         CALL ts_wgt( ln_bt_av, ll_fw_start, icycle, wgtbtp1, wgtbtp2 )
210         !
211      ELSEIF( kt == nit000 + 1 ) THEN           !* initialisation 2nd time-step
212         !
213         IF( .NOT.ln_bt_fw ) THEN
214            ! If we did an Euler timestep on the first timestep we need to reset ll_fw_start
215            ! and the averaging weights. We don't have an easy way of telling whether we did
216            ! an Euler timestep on the first timestep (because l_1st_euler is reset to .false.
217            ! at the end of the first timestep) so just do this in all cases.
218            ll_fw_start = .FALSE.
219            CALL ts_wgt( ln_bt_av, ll_fw_start, icycle, wgtbtp1, wgtbtp2 )
220         ENDIF
221         !
222      ENDIF
223      !
224      ! -----------------------------------------------------------------------------
225      !  Phase 1 : Coupling between general trend and barotropic estimates (1st step)
226      ! -----------------------------------------------------------------------------
227      !     
228      !
229      !                                   !=  zu_frc =  1/H e3*d/dt(Ua)  =!  (Vertical mean of Ua, the 3D trends)
230      !                                   !  ---------------------------  !
231      DO jk = 1 , jpk
232         ze3u(:,:,jk) = e3u(:,:,jk,Kmm)
233         ze3v(:,:,jk) = e3v(:,:,jk,Kmm)
234      END DO
235      !
236      zu_frc(:,:) = SUM( ze3u(:,:,:) * uu(:,:,:,Krhs) * umask(:,:,:) , DIM=3 ) * r1_hu(:,:,Kmm)
237      zv_frc(:,:) = SUM( ze3v(:,:,:) * vv(:,:,:,Krhs) * vmask(:,:,:) , DIM=3 ) * r1_hv(:,:,Kmm)
238      !
239      !
240      !                                   !=  U(Krhs) => baroclinic trend  =!   (remove its vertical mean)
241      DO jk = 1, jpkm1                    !  -----------------------------  !
242         uu(:,:,jk,Krhs) = ( uu(:,:,jk,Krhs) - zu_frc(:,:) ) * umask(:,:,jk)
243         vv(:,:,jk,Krhs) = ( vv(:,:,jk,Krhs) - zv_frc(:,:) ) * vmask(:,:,jk)
244      END DO
245     
246!!gm  Question here when removing the Vertically integrated trends, we remove the vertically integrated NL trends on momentum....
247!!gm  Is it correct to do so ?   I think so...
248     
249      !                                   !=  remove 2D Coriolis and pressure gradient trends  =!
250      !                                   !  -------------------------------------------------  !
251      !
252      IF( kt == nit000 .OR. .NOT. ln_linssh )   CALL dyn_cor_2D_init( Kmm )   ! Set zwz, the barotropic Coriolis force coefficient
253      !       ! recompute zwz = f/depth  at every time step for (.NOT.ln_linssh) as the water colomn height changes
254      !
255      !                                         !* 2D Coriolis trends
256      zhU(:,:) = puu_b(:,:,Kmm) * hu(:,:,Kmm) * e2u(:,:)        ! now fluxes
257      zhV(:,:) = pvv_b(:,:,Kmm) * hv(:,:,Kmm) * e1v(:,:)        ! NB: FULL domain : put a value in last row and column
258      !
259      CALL dyn_cor_2d( ht(:,:), hu(:,:,Kmm), hv(:,:,Kmm), puu_b(:,:,Kmm), pvv_b(:,:,Kmm), zhU, zhV,  &   ! <<== in
260         &                                                                     zu_trd, zv_trd   )   ! ==>> out
261      !
262      IF( .NOT.ln_linssh ) THEN                 !* surface pressure gradient   (variable volume only)
263         !
264         IF( ln_wd_il ) THEN                       ! W/D : limiter applied to spgspg
265            CALL wad_spg( pssh(:,:,Kmm), zcpx, zcpy )          ! Calculating W/D gravity filters, zcpx and zcpy
266            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
267               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) - grav * ( pssh(ji+1,jj  ,Kmm) - pssh(ji  ,jj ,Kmm) )   &
268                  &                          * r1_e1u(ji,jj) * zcpx(ji,jj)  * wdrampu(ji,jj)  !jth
269               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) - grav * ( pssh(ji  ,jj+1,Kmm) - pssh(ji  ,jj ,Kmm) )   &
270                  &                          * r1_e2v(ji,jj) * zcpy(ji,jj)  * wdrampv(ji,jj)  !jth
271            END_2D
272         ELSE                                      ! now suface pressure gradient
273            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
274               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) - grav * (  pssh(ji+1,jj  ,Kmm) - pssh(ji  ,jj  ,Kmm)  ) * r1_e1u(ji,jj)
275               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) - grav * (  pssh(ji  ,jj+1,Kmm) - pssh(ji  ,jj  ,Kmm)  ) * r1_e2v(ji,jj) 
276            END_2D
277         ENDIF
278         !
279      ENDIF
280      !
281      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
282          zu_frc(ji,jj) = zu_frc(ji,jj) - zu_trd(ji,jj) * ssumask(ji,jj)
283          zv_frc(ji,jj) = zv_frc(ji,jj) - zv_trd(ji,jj) * ssvmask(ji,jj)
284      END_2D
285      !
286      !                                   !=  Add bottom stress contribution from baroclinic velocities  =!
287      !                                   !  -----------------------------------------------------------  !
288      CALL dyn_drg_init( Kbb, Kmm, puu, pvv, puu_b ,pvv_b, zu_frc, zv_frc,  zCdU_u, zCdU_v )      ! also provide the barotropic drag coefficients
289      !                                   !=  Add atmospheric pressure forcing  =!
290      !                                   !  ----------------------------------  !
291      IF( ln_apr_dyn ) THEN
292         IF( ln_bt_fw ) THEN                          ! FORWARD integration: use kt+1/2 pressure (NOW+1/2)
293            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
294               zu_frc(ji,jj) = zu_frc(ji,jj) + grav * (  ssh_ib (ji+1,jj  ) - ssh_ib (ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
295               zv_frc(ji,jj) = zv_frc(ji,jj) + grav * (  ssh_ib (ji  ,jj+1) - ssh_ib (ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
296            END_2D
297         ELSE                                         ! CENTRED integration: use kt-1/2 + kt+1/2 pressure (NOW)
298            zztmp = grav * r1_2
299            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
300               zu_frc(ji,jj) = zu_frc(ji,jj) + zztmp * (  ssh_ib (ji+1,jj  ) - ssh_ib (ji,jj)  &
301                    &                                   + ssh_ibb(ji+1,jj  ) - ssh_ibb(ji,jj)  ) * r1_e1u(ji,jj)
302               zv_frc(ji,jj) = zv_frc(ji,jj) + zztmp * (  ssh_ib (ji  ,jj+1) - ssh_ib (ji,jj)  &
303                    &                                   + ssh_ibb(ji  ,jj+1) - ssh_ibb(ji,jj)  ) * r1_e2v(ji,jj)
304            END_2D
305         ENDIF
306      ENDIF
307      !
308      !                                   !=  Add wind forcing  =!
309      !                                   !  ------------------  !
310      IF( ln_bt_fw ) THEN
311         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
312            zu_frc(ji,jj) =  zu_frc(ji,jj) + r1_rho0 * utau(ji,jj) * r1_hu(ji,jj,Kmm)
313            zv_frc(ji,jj) =  zv_frc(ji,jj) + r1_rho0 * vtau(ji,jj) * r1_hv(ji,jj,Kmm)
314         END_2D
315      ELSE
316         zztmp = r1_rho0 * r1_2
317         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
318            zu_frc(ji,jj) =  zu_frc(ji,jj) + zztmp * ( utau_b(ji,jj) + utau(ji,jj) ) * r1_hu(ji,jj,Kmm)
319            zv_frc(ji,jj) =  zv_frc(ji,jj) + zztmp * ( vtau_b(ji,jj) + vtau(ji,jj) ) * r1_hv(ji,jj,Kmm)
320         END_2D
321      ENDIF 
322      !
323      !              !----------------!
324      !              !==  sssh_frc  ==!   Right-Hand-Side of the barotropic ssh equation   (over the FULL domain)
325      !              !----------------!
326      !                                   !=  Net water flux forcing applied to a water column  =!
327      !                                   ! ---------------------------------------------------  !
328      IF (ln_bt_fw) THEN                          ! FORWARD integration: use kt+1/2 fluxes (NOW+1/2)
329         zssh_frc(:,:) = r1_rho0 * ( emp(:,:) - rnf(:,:) + fwfisf_cav(:,:) + fwfisf_par(:,:) )
330      ELSE                                        ! CENTRED integration: use kt-1/2 + kt+1/2 fluxes (NOW)
331         zztmp = r1_rho0 * r1_2
332         zssh_frc(:,:) = zztmp * (  emp(:,:)        + emp_b(:,:)                    &
333                &                 - rnf(:,:)        - rnf_b(:,:)                    &
334                &                 + fwfisf_cav(:,:) + fwfisf_cav_b(:,:)             &
335                &                 + fwfisf_par(:,:) + fwfisf_par_b(:,:)             )
336      ENDIF
337      !                                   !=  Add Stokes drift divergence  =!   (if exist)
338      IF( ln_sdw ) THEN                   !  -----------------------------  !
339         zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) + div_sd(:,:)
340      ENDIF
341      !
342      !                                         ! ice sheet coupling
343      IF ( ln_isf .AND. ln_isfcpl ) THEN
344         !
345         ! ice sheet coupling
346         IF( ln_rstart .AND. kt == nit000 ) THEN
347            zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) + risfcpl_ssh(:,:)
348         END IF
349         !
350         ! conservation option
351         IF( ln_isfcpl_cons ) THEN
352            zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) + risfcpl_cons_ssh(:,:)
353         END IF
354         !
355      END IF
356      !
357#if defined key_asminc
358      !                                   !=  Add the IAU weighted SSH increment  =!
359      !                                   !  ------------------------------------  !
360      IF( lk_asminc .AND. ln_sshinc .AND. ln_asmiau ) THEN
361         zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) - ssh_iau(:,:)
362      ENDIF
363#endif
364      !                                   != Fill boundary data arrays for AGRIF
365      !                                   ! ------------------------------------
366#if defined key_agrif
367         IF( .NOT.Agrif_Root() ) CALL agrif_dta_ts( kt )
368#endif
369      !
370      ! -----------------------------------------------------------------------
371      !  Phase 2 : Integration of the barotropic equations
372      ! -----------------------------------------------------------------------
373      !
374      !                                             ! ==================== !
375      !                                             !    Initialisations   !
376      !                                             ! ==================== ! 
377      ! Initialize barotropic variables:     
378      IF( ll_init )THEN
379         sshbb_e(:,:) = 0._wp
380         ubb_e  (:,:) = 0._wp
381         vbb_e  (:,:) = 0._wp
382         sshb_e (:,:) = 0._wp
383         ub_e   (:,:) = 0._wp
384         vb_e   (:,:) = 0._wp
385      ENDIF
386      !
387      IF( ln_linssh ) THEN    ! mid-step ocean depth is fixed (hup2_e=hu_n=hu_0)
388         zhup2_e(:,:) = hu_0(:,:)
389         zhvp2_e(:,:) = hv_0(:,:)
390         zhtp2_e(:,:) = ht_0(:,:)
391      ENDIF
392      !
393      IF( ln_bt_fw ) THEN                 ! FORWARD integration: start from NOW fields                   
394         sshn_e(:,:) =    pssh (:,:,Kmm)           
395         un_e  (:,:) =    puu_b(:,:,Kmm)           
396         vn_e  (:,:) =    pvv_b(:,:,Kmm)
397         !
398         hu_e  (:,:) =    hu(:,:,Kmm)       
399         hv_e  (:,:) =    hv(:,:,Kmm) 
400         hur_e (:,:) = r1_hu(:,:,Kmm)   
401         hvr_e (:,:) = r1_hv(:,:,Kmm)
402      ELSE                                ! CENTRED integration: start from BEFORE fields
403         sshn_e(:,:) =    pssh (:,:,Kbb)
404         un_e  (:,:) =    puu_b(:,:,Kbb)         
405         vn_e  (:,:) =    pvv_b(:,:,Kbb)
406         !
407         hu_e  (:,:) =    hu(:,:,Kbb)       
408         hv_e  (:,:) =    hv(:,:,Kbb) 
409         hur_e (:,:) = r1_hu(:,:,Kbb)   
410         hvr_e (:,:) = r1_hv(:,:,Kbb)
411      ENDIF
412      !
413      ! Initialize sums:
414      puu_b (:,:,Kaa) = 0._wp       ! After barotropic velocities (or transport if flux form)         
415      pvv_b (:,:,Kaa) = 0._wp
416      pssh  (:,:,Kaa) = 0._wp       ! Sum for after averaged sea level
417      un_adv(:,:)     = 0._wp       ! Sum for now transport issued from ts loop
418      vn_adv(:,:)     = 0._wp
419      !
420      IF( ln_wd_dl ) THEN
421         zuwdmask(:,:) = 0._wp  ! set to zero for definiteness (not sure this is necessary)
422         zvwdmask(:,:) = 0._wp  !
423         zuwdav2 (:,:) = 0._wp 
424         zvwdav2 (:,:) = 0._wp   
425      END IF 
426
427      !                                             ! ==================== !
428      DO jn = 1, icycle                             !  sub-time-step loop  !
429         !                                          ! ==================== !
430         !
431         l_full_nf_update = jn == icycle   ! false: disable full North fold update (performances) for jn = 1 to icycle-1
432         !
433         !                    !==  Update the forcing ==! (BDY and tides)
434         !
435         IF( ln_bdy      .AND. ln_tide )   CALL bdy_dta_tides( kt, kit=jn, pt_offset= REAL(noffset+1,wp) )
436         ! Update tide potential at the beginning of current time substep
437         IF( ln_tide_pot .AND. ln_tide ) THEN
438            zt0substep = REAL(nsec_day, wp) - 0.5_wp*rn_Dt + (jn + noffset - 1) * rn_Dt / REAL(nn_e, wp)
439            CALL upd_tide(zt0substep, Kmm)
440         END IF
441         !
442         !                    !==  extrapolation at mid-step  ==!   (jn+1/2)
443         !
444         !                       !* Set extrapolation coefficients for predictor step:
445         IF ((jn<3).AND.ll_init) THEN      ! Forward           
446           za1 = 1._wp                                         
447           za2 = 0._wp                       
448           za3 = 0._wp                       
449         ELSE                              ! AB3-AM4 Coefficients: bet=0.281105
450           za1 =  1.781105_wp              ! za1 =   3/2 +   bet
451           za2 = -1.06221_wp               ! za2 = -(1/2 + 2*bet)
452           za3 =  0.281105_wp              ! za3 = bet
453         ENDIF
454         !
455         !                       !* Extrapolate barotropic velocities at mid-step (jn+1/2)
456         !--        m+1/2               m                m-1           m-2       --!
457         !--       u      = (3/2+beta) u   -(1/2+2beta) u      + beta u          --!
458         !-------------------------------------------------------------------------!
459         ua_e(:,:) = za1 * un_e(:,:) + za2 * ub_e(:,:) + za3 * ubb_e(:,:)
460         va_e(:,:) = za1 * vn_e(:,:) + za2 * vb_e(:,:) + za3 * vbb_e(:,:)
461
462         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN                        !* Update ocean depth (variable volume case only)
463            !                                             !  ------------------
464            ! Extrapolate Sea Level at step jit+0.5:
465            !--         m+1/2                 m                  m-1             m-2       --!
466            !--      ssh      = (3/2+beta) ssh   -(1/2+2beta) ssh      + beta ssh          --!
467            !--------------------------------------------------------------------------------!
468            zsshp2_e(:,:) = za1 * sshn_e(:,:)  + za2 * sshb_e(:,:) + za3 * sshbb_e(:,:)
469           
470            ! set wetting & drying mask at tracer points for this barotropic mid-step
471            IF( ln_wd_dl )   CALL wad_tmsk( zsshp2_e, ztwdmask )
472            !
473            !                          ! ocean t-depth at mid-step
474            zhtp2_e(:,:) = ht_0(:,:) + zsshp2_e(:,:)
475            !
476            !                          ! ocean u- and v-depth at mid-step   (separate DO-loops remove the need of a lbc_lnk)
477#if defined key_qcoTest_FluxForm
478            !                                ! 'key_qcoTest_FluxForm' : simple ssh average
479            DO_2D( 1, 1, 1, 0 )
480               zhup2_e(ji,jj) = hu_0(ji,jj) + r1_2 * (  zsshp2_e(ji,jj) + zsshp2_e(ji+1,jj  )  ) * ssumask(ji,jj)
481            END_2D
482            DO_2D( 1, 0, 1, 1 )
483               zhvp2_e(ji,jj) = hv_0(ji,jj) + r1_2 * (  zsshp2_e(ji,jj) + zsshp2_e(ji  ,jj+1)  ) * ssvmask(ji,jj)
484            END_2D
485#else
486            !                                ! no 'key_qcoTest_FluxForm' : surface weighted ssh average
487            DO_2D( 1, 1, 1, 0 )
488               zhup2_e(ji,jj) = hu_0(ji,jj) + r1_2 * r1_e1e2u(ji,jj)                        &
489                    &                              * (  e1e2t(ji  ,jj) * zsshp2_e(ji  ,jj)  &
490                    &                                 + e1e2t(ji+1,jj) * zsshp2_e(ji+1,jj)  ) * ssumask(ji,jj)
491            END_2D
492            DO_2D( 1, 0, 1, 1 )
493               zhvp2_e(ji,jj) = hv_0(ji,jj) + r1_2 * r1_e1e2v(ji,jj)                        &
494                    &                              * (  e1e2t(ji,jj  ) * zsshp2_e(ji,jj  )  &
495                    &                                 + e1e2t(ji,jj+1) * zsshp2_e(ji,jj+1)  ) * ssvmask(ji,jj)
496            END_2D
497#endif               
498            !
499         ENDIF
500         !
501         !                    !==  after SSH  ==!   (jn+1)
502         !
503         !                             ! update (ua_e,va_e) to enforce volume conservation at open boundaries
504         !                             ! values of zhup2_e and zhvp2_e on the halo are not needed in bdy_vol2d
505         IF( ln_bdy .AND. ln_vol ) CALL bdy_vol2d( kt, jn, ua_e, va_e, zhup2_e, zhvp2_e )
506         !     
507         !                             ! resulting flux at mid-step (not over the full domain)
508         zhU(1:jpim1,1:jpj  ) = e2u(1:jpim1,1:jpj  ) * ua_e(1:jpim1,1:jpj  ) * zhup2_e(1:jpim1,1:jpj  )   ! not jpi-column
509         zhV(1:jpi  ,1:jpjm1) = e1v(1:jpi  ,1:jpjm1) * va_e(1:jpi  ,1:jpjm1) * zhvp2_e(1:jpi  ,1:jpjm1)   ! not jpj-row
510         !
511#if defined key_agrif
512         ! Set fluxes during predictor step to ensure volume conservation
513         IF( .NOT.Agrif_Root() .AND. ln_bt_fw ) CALL agrif_dyn_ts_flux( jn, zhU, zhV )
514#endif
515         IF( ln_wd_il )   CALL wad_lmt_bt(zhU, zhV, sshn_e, zssh_frc, rDt_e)    !!gm wad_lmt_bt use of lbc_lnk on zhU, zhV
516
517         IF( ln_wd_dl ) THEN           ! un_e and vn_e are set to zero at faces where
518            !                          ! the direction of the flow is from dry cells
519            CALL wad_Umsk( ztwdmask, zhU, zhV, un_e, vn_e, zuwdmask, zvwdmask )   ! not jpi colomn for U, not jpj row for V
520            !
521         ENDIF   
522         !
523         !
524         !     Compute Sea Level at step jit+1
525         !--           m+1        m                               m+1/2          --!
526         !--        ssh    =  ssh   - delta_t' * [ frc + div( flux      ) ]      --!
527         !-------------------------------------------------------------------------!
528         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
529            zhdiv = (   zhU(ji,jj) - zhU(ji-1,jj) + zhV(ji,jj) - zhV(ji,jj-1)   ) * r1_e1e2t(ji,jj)
530            ssha_e(ji,jj) = (  sshn_e(ji,jj) - rDt_e * ( zssh_frc(ji,jj) + zhdiv )  ) * ssmask(ji,jj)
531         END_2D
532         !
533         CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', ssha_e, 'T', 1._wp,  zhU, 'U', -1._wp,  zhV, 'V', -1._wp )
534         !
535         ! Duplicate sea level across open boundaries (this is only cosmetic if linssh=T)
536         IF( ln_bdy )   CALL bdy_ssh( ssha_e )
537#if defined key_agrif
538         IF( .NOT.Agrif_Root() )   CALL agrif_ssh_ts( jn )
539#endif
540         !
541         !                             ! Sum over sub-time-steps to compute advective velocities
542         za2 = wgtbtp2(jn)             ! zhU, zhV hold fluxes extrapolated at jn+0.5
543         un_adv(:,:) = un_adv(:,:) + za2 * zhU(:,:) * r1_e2u(:,:)
544         vn_adv(:,:) = vn_adv(:,:) + za2 * zhV(:,:) * r1_e1v(:,:)
545         ! sum over sub-time-steps to decide which baroclinic velocities to set to zero (zuwdav2 is only used when ln_wd_dl_bc=True)
546         IF ( ln_wd_dl_bc ) THEN
547            zuwdav2(1:jpim1,1:jpj  ) = zuwdav2(1:jpim1,1:jpj  ) + za2 * zuwdmask(1:jpim1,1:jpj  )   ! not jpi-column
548            zvwdav2(1:jpi  ,1:jpjm1) = zvwdav2(1:jpi  ,1:jpjm1) + za2 * zvwdmask(1:jpi  ,1:jpjm1)   ! not jpj-row
549         END IF
550         !
551         
552         ! Sea Surface Height at u-,v-points (vvl case only)
553         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN
554#if defined key_qcoTest_FluxForm
555            !                                ! 'key_qcoTest_FluxForm' : simple ssh average
556            DO_2D( 1, 1, 1, 0 )
557               zsshu_a(ji,jj) = r1_2 * (  ssha_e(ji,jj) + ssha_e(ji+1,jj  )  ) * ssumask(ji,jj)
558            END_2D
559            DO_2D( 1, 0, 1, 1 )
560               zsshv_a(ji,jj) = r1_2 * (  ssha_e(ji,jj) + ssha_e(ji  ,jj+1)  ) * ssvmask(ji,jj)
561            END_2D
562#else
563            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
564               zsshu_a(ji,jj) = r1_2 * r1_e1e2u(ji,jj) * ( e1e2t(ji  ,jj  ) * ssha_e(ji  ,jj  )   &
565                  &                                      + e1e2t(ji+1,jj  ) * ssha_e(ji+1,jj  ) ) * ssumask(ji,jj)
566               zsshv_a(ji,jj) = r1_2 * r1_e1e2v(ji,jj) * ( e1e2t(ji  ,jj  ) * ssha_e(ji  ,jj  )   &
567                  &                                      + e1e2t(ji  ,jj+1) * ssha_e(ji  ,jj+1) ) * ssvmask(ji,jj)
568            END_2D
569#endif
570         ENDIF
571         !         
572         ! Half-step back interpolation of SSH for surface pressure computation at step jit+1/2
573         !--            m+1/2           m+1              m               m-1              m-2     --!
574         !--        ssh'    =  za0 * ssh     +  za1 * ssh   +  za2 * ssh      +  za3 * ssh        --!
575         !------------------------------------------------------------------------------------------!
576         CALL ts_bck_interp( jn, ll_init, za0, za1, za2, za3 )   ! coeficients of the interpolation
577         zsshp2_e(:,:) = za0 *  ssha_e(:,:) + za1 *  sshn_e (:,:)   &
578            &          + za2 *  sshb_e(:,:) + za3 *  sshbb_e(:,:)
579         !
580         !                             ! Surface pressure gradient
581         zldg = ( 1._wp - rn_scal_load ) * grav    ! local factor
582         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
583            zu_spg(ji,jj) = - zldg * ( zsshp2_e(ji+1,jj) - zsshp2_e(ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
584            zv_spg(ji,jj) = - zldg * ( zsshp2_e(ji,jj+1) - zsshp2_e(ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
585         END_2D
586         IF( ln_wd_il ) THEN        ! W/D : gravity filters applied on pressure gradient
587            CALL wad_spg( zsshp2_e, zcpx, zcpy )   ! Calculating W/D gravity filters
588            zu_spg(2:jpim1,2:jpjm1) = zu_spg(2:jpim1,2:jpjm1) * zcpx(2:jpim1,2:jpjm1)
589            zv_spg(2:jpim1,2:jpjm1) = zv_spg(2:jpim1,2:jpjm1) * zcpy(2:jpim1,2:jpjm1)
590         ENDIF
591         !
592         ! Add Coriolis trend:
593         ! zwz array below or triads normally depend on sea level with ln_linssh=F and should be updated
594         ! at each time step. We however keep them constant here for optimization.
595         ! Recall that zhU and zhV hold fluxes at jn+0.5 (extrapolated not backward interpolated)
596         CALL dyn_cor_2d( zhtp2_e, zhup2_e, zhvp2_e, ua_e, va_e, zhU, zhV,    zu_trd, zv_trd   )
597         !
598         ! Add tidal astronomical forcing if defined
599         IF ( ln_tide .AND. ln_tide_pot ) THEN
600            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
601               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) + grav * ( pot_astro(ji+1,jj) - pot_astro(ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
602               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) + grav * ( pot_astro(ji,jj+1) - pot_astro(ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
603            END_2D
604         ENDIF
605         !
606         ! Add bottom stresses:
607!jth do implicitly instead
608         IF ( .NOT. ll_wd ) THEN ! Revert to explicit for bit comparison tests in non wad runs
609            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
610               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) + zCdU_u(ji,jj) * un_e(ji,jj) * hur_e(ji,jj)
611               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) + zCdU_v(ji,jj) * vn_e(ji,jj) * hvr_e(ji,jj)
612            END_2D
613         ENDIF
614         !
615         ! Set next velocities:
616         !     Compute barotropic speeds at step jit+1    (h : total height of the water colomn)
617         !--                              VECTOR FORM
618         !--   m+1                 m               /                                                       m+1/2           \    --!
619         !--  u     =             u   + delta_t' * \         (1-r)*g * grad_x( ssh') -         f * k vect u      +     frc /    --!
620         !--                                                                                                                    --!
621         !--                             FLUX FORM                                                                              --!
622         !--  m+1   __1__  /  m    m               /  m+1/2                             m+1/2              m+1/2    n      \ \  --!
623         !-- u    =   m+1 |  h  * u   + delta_t' * \ h     * (1-r)*g * grad_x( ssh') - h     * f * k vect u      + h * frc /  | --!
624         !--         h     \                                                                                                 /  --!
625         !------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------!
626         IF( ln_dynadv_vec .OR. ln_linssh ) THEN      !* Vector form
627            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
628               ua_e(ji,jj) = (                                 un_e(ji,jj)   & 
629                         &     + rDt_e * (                   zu_spg(ji,jj)   &
630                         &                                 + zu_trd(ji,jj)   &
631                         &                                 + zu_frc(ji,jj) ) & 
632                         &   ) * ssumask(ji,jj)
633
634               va_e(ji,jj) = (                                 vn_e(ji,jj)   &
635                         &     + rDt_e * (                   zv_spg(ji,jj)   &
636                         &                                 + zv_trd(ji,jj)   &
637                         &                                 + zv_frc(ji,jj) ) &
638                         &   ) * ssvmask(ji,jj)
639            END_2D
640            !
641         ELSE                           !* Flux form
642            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
643               !                    ! hu_e, hv_e hold depth at jn,  zhup2_e, zhvp2_e hold extrapolated depth at jn+1/2
644               !                    ! backward interpolated depth used in spg terms at jn+1/2
645#if defined key_qcoTest_FluxForm
646            !                                ! 'key_qcoTest_FluxForm' : simple ssh average
647               zhu_bck = hu_0(ji,jj) + r1_2 * (  zsshp2_e(ji,jj) + zsshp2_e(ji+1,jj  )  ) * ssumask(ji,jj)
648               zhv_bck = hv_0(ji,jj) + r1_2 * (  zsshp2_e(ji,jj) + zsshp2_e(ji  ,jj+1)  ) * ssvmask(ji,jj)
649#else
650               zhu_bck = hu_0(ji,jj) + r1_2*r1_e1e2u(ji,jj) * (  e1e2t(ji  ,jj) * zsshp2_e(ji  ,jj)    &
651                    &                                          + e1e2t(ji+1,jj) * zsshp2_e(ji+1,jj)  ) * ssumask(ji,jj)
652               zhv_bck = hv_0(ji,jj) + r1_2*r1_e1e2v(ji,jj) * (  e1e2t(ji,jj  ) * zsshp2_e(ji,jj  )    &
653                    &                                          + e1e2t(ji,jj+1) * zsshp2_e(ji,jj+1)  ) * ssvmask(ji,jj)
654#endif
655               !                    ! inverse depth at jn+1
656               z1_hu = ssumask(ji,jj) / ( hu_0(ji,jj) + zsshu_a(ji,jj) + 1._wp - ssumask(ji,jj) )
657               z1_hv = ssvmask(ji,jj) / ( hv_0(ji,jj) + zsshv_a(ji,jj) + 1._wp - ssvmask(ji,jj) )
658               !
659               ua_e(ji,jj) = (               hu_e  (ji,jj) *   un_e (ji,jj)      & 
660                    &            + rDt_e * (  zhu_bck        * zu_spg (ji,jj)  &   !
661                    &                       + zhup2_e(ji,jj) * zu_trd (ji,jj)  &   !
662                    &                       +  hu(ji,jj,Kmm) * zu_frc (ji,jj)  )   ) * z1_hu
663               !
664               va_e(ji,jj) = (               hv_e  (ji,jj) *   vn_e (ji,jj)      &
665                    &            + rDt_e * (  zhv_bck        * zv_spg (ji,jj)  &   !
666                    &                       + zhvp2_e(ji,jj) * zv_trd (ji,jj)  &   !
667                    &                       +  hv(ji,jj,Kmm) * zv_frc (ji,jj)  )   ) * z1_hv
668            END_2D
669         ENDIF
670!jth implicit bottom friction:
671         IF ( ll_wd ) THEN ! revert to explicit for bit comparison tests in non wad runs
672            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
673               ua_e(ji,jj) =  ua_e(ji,jj) / ( 1._wp - rDt_e * zCdU_u(ji,jj) * hur_e(ji,jj) )
674               va_e(ji,jj) =  va_e(ji,jj) / ( 1._wp - rDt_e * zCdU_v(ji,jj) * hvr_e(ji,jj) )
675            END_2D
676         ENDIF
677       
678         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN !* Update ocean depth (variable volume case only)
679            hu_e (2:jpim1,2:jpjm1) =    hu_0(2:jpim1,2:jpjm1) + zsshu_a(2:jpim1,2:jpjm1)
680            hur_e(2:jpim1,2:jpjm1) = ssumask(2:jpim1,2:jpjm1) / (  hu_e(2:jpim1,2:jpjm1) + 1._wp - ssumask(2:jpim1,2:jpjm1)  )
681            hv_e (2:jpim1,2:jpjm1) =    hv_0(2:jpim1,2:jpjm1) + zsshv_a(2:jpim1,2:jpjm1)
682            hvr_e(2:jpim1,2:jpjm1) = ssvmask(2:jpim1,2:jpjm1) / (  hv_e(2:jpim1,2:jpjm1) + 1._wp - ssvmask(2:jpim1,2:jpjm1)  )
683         ENDIF
684         !
685         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN   !* Update ocean depth (variable volume case only)
686            CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', ua_e , 'U', -1._wp, va_e , 'V', -1._wp  &
687                 &                         , hu_e , 'U',  1._wp, hv_e , 'V',  1._wp  &
688                 &                         , hur_e, 'U',  1._wp, hvr_e, 'V',  1._wp  )
689         ELSE
690            CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', ua_e , 'U', -1._wp, va_e , 'V', -1._wp  )
691         ENDIF
692         !                                                 ! open boundaries
693         IF( ln_bdy )   CALL bdy_dyn2d( jn, ua_e, va_e, un_e, vn_e, hur_e, hvr_e, ssha_e )
694#if defined key_agrif                                                           
695         IF( .NOT.Agrif_Root() )  CALL agrif_dyn_ts( jn )  ! Agrif
696#endif
697         !                                             !* Swap
698         !                                             !  ----
699         ubb_e  (:,:) = ub_e  (:,:)
700         ub_e   (:,:) = un_e  (:,:)
701         un_e   (:,:) = ua_e  (:,:)
702         !
703         vbb_e  (:,:) = vb_e  (:,:)
704         vb_e   (:,:) = vn_e  (:,:)
705         vn_e   (:,:) = va_e  (:,:)
706         !
707         sshbb_e(:,:) = sshb_e(:,:)
708         sshb_e (:,:) = sshn_e(:,:)
709         sshn_e (:,:) = ssha_e(:,:)
710
711         !                                             !* Sum over whole bt loop
712         !                                             !  ----------------------
713         za1 = wgtbtp1(jn)                                   
714         IF( ln_dynadv_vec .OR. ln_linssh ) THEN    ! Sum velocities
715            puu_b  (:,:,Kaa) = puu_b  (:,:,Kaa) + za1 * ua_e  (:,:) 
716            pvv_b  (:,:,Kaa) = pvv_b  (:,:,Kaa) + za1 * va_e  (:,:) 
717         ELSE                                       ! Sum transports
718            IF ( .NOT.ln_wd_dl ) THEN 
719               puu_b  (:,:,Kaa) = puu_b  (:,:,Kaa) + za1 * ua_e  (:,:) * hu_e (:,:)
720               pvv_b  (:,:,Kaa) = pvv_b  (:,:,Kaa) + za1 * va_e  (:,:) * hv_e (:,:)
721            ELSE
722               puu_b  (:,:,Kaa) = puu_b  (:,:,Kaa) + za1 * ua_e  (:,:) * hu_e (:,:) * zuwdmask(:,:)
723               pvv_b  (:,:,Kaa) = pvv_b  (:,:,Kaa) + za1 * va_e  (:,:) * hv_e (:,:) * zvwdmask(:,:)
724            END IF
725         ENDIF
726         !                                          ! Sum sea level
727         pssh(:,:,Kaa) = pssh(:,:,Kaa) + za1 * ssha_e(:,:)
728
729         !                                                 ! ==================== !
730      END DO                                               !        end loop      !
731      !                                                    ! ==================== !
732      ! -----------------------------------------------------------------------------
733      ! Phase 3. update the general trend with the barotropic trend
734      ! -----------------------------------------------------------------------------
735      !
736      ! Set advection velocity correction:
737      IF (ln_bt_fw) THEN
738         IF( .NOT.( kt == nit000 .AND. l_1st_euler ) ) THEN
739            DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
740               zun_save = un_adv(ji,jj)
741               zvn_save = vn_adv(ji,jj)
742               !                          ! apply the previously computed correction
743               un_adv(ji,jj) = r1_2 * ( ub2_b(ji,jj) + zun_save - rn_atfp * un_bf(ji,jj) )
744               vn_adv(ji,jj) = r1_2 * ( vb2_b(ji,jj) + zvn_save - rn_atfp * vn_bf(ji,jj) )
745               !                          ! Update corrective fluxes for next time step
746               un_bf(ji,jj)  = rn_atfp * un_bf(ji,jj) + ( zun_save - ub2_b(ji,jj) )
747               vn_bf(ji,jj)  = rn_atfp * vn_bf(ji,jj) + ( zvn_save - vb2_b(ji,jj) )
748               !                          ! Save integrated transport for next computation
749               ub2_b(ji,jj) = zun_save
750               vb2_b(ji,jj) = zvn_save
751            END_2D
752         ELSE
753            un_bf(:,:) = 0._wp            ! corrective fluxes for next time step set to zero
754            vn_bf(:,:) = 0._wp
755            ub2_b(:,:) = un_adv(:,:)      ! Save integrated transport for next computation
756            vb2_b(:,:) = vn_adv(:,:)
757         END IF
758      ENDIF
759
760
761      !
762      ! Update barotropic trend:
763      IF( ln_dynadv_vec .OR. ln_linssh ) THEN
764         DO jk=1,jpkm1
765            puu(:,:,jk,Krhs) = puu(:,:,jk,Krhs) + ( puu_b(:,:,Kaa) - puu_b(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
766            pvv(:,:,jk,Krhs) = pvv(:,:,jk,Krhs) + ( pvv_b(:,:,Kaa) - pvv_b(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
767         END DO
768      ELSE
769         ! At this stage, pssh(:,:,:,Krhs) has been corrected: compute new depths at velocity points
770#if defined key_qcoTest_FluxForm
771         !                                ! 'key_qcoTest_FluxForm' : simple ssh average
772         DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
773            zsshu_a(ji,jj) = r1_2 * ( pssh(ji,jj,Kaa) + pssh(ji+1,jj  ,Kaa) ) * ssumask(ji,jj)
774            zsshv_a(ji,jj) = r1_2 * ( pssh(ji,jj,Kaa) + pssh(ji  ,jj+1,Kaa) ) * ssvmask(ji,jj)
775         END_2D
776#else
777         DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
778            zsshu_a(ji,jj) = r1_2 * r1_e1e2u(ji,jj) * ( e1e2t(ji  ,jj) * pssh(ji  ,jj,Kaa)   &
779               &                                      + e1e2t(ji+1,jj) * pssh(ji+1,jj,Kaa) ) * ssumask(ji,jj)
780            zsshv_a(ji,jj) = r1_2 * r1_e1e2v(ji,jj) * ( e1e2t(ji,jj  ) * pssh(ji,jj  ,Kaa)   &
781               &                                      + e1e2t(ji,jj+1) * pssh(ji,jj+1,Kaa) ) * ssvmask(ji,jj)
782         END_2D
783#endif   
784         CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', zsshu_a, 'U', 1._wp, zsshv_a, 'V', 1._wp ) ! Boundary conditions
785         !
786         DO jk=1,jpkm1
787            puu(:,:,jk,Krhs) = puu(:,:,jk,Krhs) + r1_hu(:,:,Kmm)   &
788               &             * ( puu_b(:,:,Kaa) - puu_b(:,:,Kbb) * hu(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
789            pvv(:,:,jk,Krhs) = pvv(:,:,jk,Krhs) + r1_hv(:,:,Kmm)   &
790               &             * ( pvv_b(:,:,Kaa) - pvv_b(:,:,Kbb) * hv(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
791         END DO
792         ! Save barotropic velocities not transport:
793         puu_b(:,:,Kaa) =  puu_b(:,:,Kaa) / ( hu_0(:,:) + zsshu_a(:,:) + 1._wp - ssumask(:,:) )
794         pvv_b(:,:,Kaa) =  pvv_b(:,:,Kaa) / ( hv_0(:,:) + zsshv_a(:,:) + 1._wp - ssvmask(:,:) )
795      ENDIF
796
797
798      ! Correct velocities so that the barotropic velocity equals (un_adv, vn_adv) (in all cases) 
799      DO jk = 1, jpkm1
800         puu(:,:,jk,Kmm) = ( puu(:,:,jk,Kmm) + un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm) - puu_b(:,:,Kmm) ) * umask(:,:,jk)
801         pvv(:,:,jk,Kmm) = ( pvv(:,:,jk,Kmm) + vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm) - pvv_b(:,:,Kmm) ) * vmask(:,:,jk)
802      END DO
803
804      IF ( ln_wd_dl .and. ln_wd_dl_bc) THEN
805         DO jk = 1, jpkm1
806            puu(:,:,jk,Kmm) = ( un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm) &
807                       & + zuwdav2(:,:)*(puu(:,:,jk,Kmm) - un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm)) ) * umask(:,:,jk) 
808            pvv(:,:,jk,Kmm) = ( vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm) & 
809                       & + zvwdav2(:,:)*(pvv(:,:,jk,Kmm) - vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm)) ) * vmask(:,:,jk) 
810         END DO
811      END IF
812
813     
814      CALL iom_put(  "ubar", un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm) )    ! barotropic i-current
815      CALL iom_put(  "vbar", vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm) )    ! barotropic i-current
816      !
817#if defined key_agrif
818      ! Save time integrated fluxes during child grid integration
819      ! (used to update coarse grid transports at next time step)
820      !
821      IF( .NOT.Agrif_Root() .AND. ln_bt_fw ) THEN
822         IF( Agrif_NbStepint() == 0 ) THEN
823            ub2_i_b(:,:) = 0._wp
824            vb2_i_b(:,:) = 0._wp
825         END IF
826         !
827         za1 = 1._wp / REAL(Agrif_rhot(), wp)
828         ub2_i_b(:,:) = ub2_i_b(:,:) + za1 * ub2_b(:,:)
829         vb2_i_b(:,:) = vb2_i_b(:,:) + za1 * vb2_b(:,:)
830      ENDIF
831#endif     
832      !                                   !* write time-spliting arrays in the restart
833      IF( lrst_oce .AND.ln_bt_fw )   CALL ts_rst( kt, 'WRITE' )
834      !
835      IF( ln_wd_il )   DEALLOCATE( zcpx, zcpy )
836      IF( ln_wd_dl )   DEALLOCATE( ztwdmask, zuwdmask, zvwdmask, zuwdav2, zvwdav2 )
837      !
838      CALL iom_put( "baro_u" , puu_b(:,:,Kmm) )  ! Barotropic  U Velocity
839      CALL iom_put( "baro_v" , pvv_b(:,:,Kmm) )  ! Barotropic  V Velocity
840      !
841   END SUBROUTINE dyn_spg_ts
842
843
844   SUBROUTINE ts_wgt( ll_av, ll_fw, jpit, zwgt1, zwgt2)
845      !!---------------------------------------------------------------------
846      !!                   ***  ROUTINE ts_wgt  ***
847      !!
848      !! ** Purpose : Set time-splitting weights for temporal averaging (or not)
849      !!----------------------------------------------------------------------
850      LOGICAL, INTENT(in) ::   ll_av      ! temporal averaging=.true.
851      LOGICAL, INTENT(in) ::   ll_fw      ! forward time splitting =.true.
852      INTEGER, INTENT(inout) :: jpit      ! cycle length   
853      REAL(wp), DIMENSION(3*nn_e), INTENT(inout) ::   zwgt1, & ! Primary weights
854                                                         zwgt2    ! Secondary weights
855     
856      INTEGER ::  jic, jn, ji                      ! temporary integers
857      REAL(wp) :: za1, za2
858      !!----------------------------------------------------------------------
859
860      zwgt1(:) = 0._wp
861      zwgt2(:) = 0._wp
862
863      ! Set time index when averaged value is requested
864      IF (ll_fw) THEN
865         jic = nn_e
866      ELSE
867         jic = 2 * nn_e
868      ENDIF
869
870      ! Set primary weights:
871      IF (ll_av) THEN
872           ! Define simple boxcar window for primary weights
873           ! (width = nn_e, centered around jic)     
874         SELECT CASE ( nn_bt_flt )
875              CASE( 0 )  ! No averaging
876                 zwgt1(jic) = 1._wp
877                 jpit = jic
878
879              CASE( 1 )  ! Boxcar, width = nn_e
880                 DO jn = 1, 3*nn_e
881                    za1 = ABS(float(jn-jic))/float(nn_e) 
882                    IF (za1 < 0.5_wp) THEN
883                      zwgt1(jn) = 1._wp
884                      jpit = jn
885                    ENDIF
886                 ENDDO
887
888              CASE( 2 )  ! Boxcar, width = 2 * nn_e
889                 DO jn = 1, 3*nn_e
890                    za1 = ABS(float(jn-jic))/float(nn_e) 
891                    IF (za1 < 1._wp) THEN
892                      zwgt1(jn) = 1._wp
893                      jpit = jn
894                    ENDIF
895                 ENDDO
896              CASE DEFAULT   ;   CALL ctl_stop( 'unrecognised value for nn_bt_flt' )
897         END SELECT
898
899      ELSE ! No time averaging
900         zwgt1(jic) = 1._wp
901         jpit = jic
902      ENDIF
903   
904      ! Set secondary weights
905      DO jn = 1, jpit
906        DO ji = jn, jpit
907             zwgt2(jn) = zwgt2(jn) + zwgt1(ji)
908        END DO
909      END DO
910
911      ! Normalize weigths:
912      za1 = 1._wp / SUM(zwgt1(1:jpit))
913      za2 = 1._wp / SUM(zwgt2(1:jpit))
914      DO jn = 1, jpit
915        zwgt1(jn) = zwgt1(jn) * za1
916        zwgt2(jn) = zwgt2(jn) * za2
917      END DO
918      !
919   END SUBROUTINE ts_wgt
920
921
922   SUBROUTINE ts_rst( kt, cdrw )
923      !!---------------------------------------------------------------------
924      !!                   ***  ROUTINE ts_rst  ***
925      !!
926      !! ** Purpose : Read or write time-splitting arrays in restart file
927      !!----------------------------------------------------------------------
928      INTEGER         , INTENT(in) ::   kt     ! ocean time-step
929      CHARACTER(len=*), INTENT(in) ::   cdrw   ! "READ"/"WRITE" flag
930      !!----------------------------------------------------------------------
931      !
932      IF( TRIM(cdrw) == 'READ' ) THEN        ! Read/initialise
933         !                                   ! ---------------
934         IF( ln_rstart .AND. ln_bt_fw .AND. (.NOT.l_1st_euler) ) THEN    !* Read the restart file
935            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ub2_b'  , ub2_b  (:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )   
936            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vb2_b'  , vb2_b  (:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios ) 
937            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'un_bf'  , un_bf  (:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )   
938            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vn_bf'  , vn_bf  (:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios ) 
939            IF( .NOT.ln_bt_av ) THEN
940               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'sshbb_e'  , sshbb_e(:,:), cd_type = 'T', psgn =  1._wp, ldxios = lrxios )   
941               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ubb_e'    ,   ubb_e(:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )   
942               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vbb_e'    ,   vbb_e(:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )
943               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'sshb_e'   ,  sshb_e(:,:), cd_type = 'T', psgn =  1._wp, ldxios = lrxios ) 
944               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ub_e'     ,    ub_e(:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )   
945               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vb_e'     ,    vb_e(:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )
946            ENDIF
947#if defined key_agrif
948            ! Read time integrated fluxes
949            IF ( .NOT.Agrif_Root() ) THEN
950               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ub2_i_b'  , ub2_i_b(:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )   
951               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vb2_i_b'  , vb2_i_b(:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lrxios )
952            ENDIF
953#endif
954         ELSE                                   !* Start from rest
955            IF(lwp) WRITE(numout,*)
956            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   start from rest: set barotropic values to 0'
957            ub2_b (:,:) = 0._wp   ;   vb2_b (:,:) = 0._wp   ! used in the 1st interpol of agrif
958            un_adv(:,:) = 0._wp   ;   vn_adv(:,:) = 0._wp   ! used in the 1st interpol of agrif
959            un_bf (:,:) = 0._wp   ;   vn_bf (:,:) = 0._wp   ! used in the 1st update   of agrif
960#if defined key_agrif
961            IF ( .NOT.Agrif_Root() ) THEN
962               ub2_i_b(:,:) = 0._wp   ;   vb2_i_b(:,:) = 0._wp   ! used in the 1st update of agrif
963            ENDIF
964#endif
965         ENDIF
966         !
967      ELSEIF( TRIM(cdrw) == 'WRITE' ) THEN   ! Create restart file
968         !                                   ! -------------------
969         IF(lwp) WRITE(numout,*) '---- ts_rst ----'
970         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cwxios_context          )
971         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub2_b'   , ub2_b  (:,:), ldxios = lwxios )
972         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb2_b'   , vb2_b  (:,:), ldxios = lwxios )
973         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'un_bf'   , un_bf  (:,:), ldxios = lwxios )
974         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vn_bf'   , vn_bf  (:,:), ldxios = lwxios )
975         !
976         IF (.NOT.ln_bt_av) THEN
977            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshbb_e'  , sshbb_e(:,:), ldxios = lwxios ) 
978            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ubb_e'    ,   ubb_e(:,:), ldxios = lwxios )
979            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vbb_e'    ,   vbb_e(:,:), ldxios = lwxios )
980            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshb_e'   ,  sshb_e(:,:), ldxios = lwxios )
981            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub_e'     ,    ub_e(:,:), ldxios = lwxios )
982            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb_e'     ,    vb_e(:,:), ldxios = lwxios )
983         ENDIF
984#if defined key_agrif
985         ! Save time integrated fluxes
986         IF ( .NOT.Agrif_Root() ) THEN
987            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub2_i_b'  , ub2_i_b(:,:), ldxios = lwxios )
988            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb2_i_b'  , vb2_i_b(:,:), ldxios = lwxios )
989         ENDIF
990#endif
991         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cxios_context          )
992      ENDIF
993      !
994   END SUBROUTINE ts_rst
995
996
997   SUBROUTINE dyn_spg_ts_init
998      !!---------------------------------------------------------------------
999      !!                   ***  ROUTINE dyn_spg_ts_init  ***
1000      !!
1001      !! ** Purpose : Set time splitting options
1002      !!----------------------------------------------------------------------
1003      INTEGER  ::   ji ,jj              ! dummy loop indices
1004      REAL(wp) ::   zxr2, zyr2, zcmax   ! local scalar
1005      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zcu
1006      !!----------------------------------------------------------------------
1007      !
1008      ! Max courant number for ext. grav. waves
1009      !
1010      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1011         zxr2 = r1_e1t(ji,jj) * r1_e1t(ji,jj)
1012         zyr2 = r1_e2t(ji,jj) * r1_e2t(ji,jj)
1013         zcu(ji,jj) = SQRT( grav * MAX(ht_0(ji,jj),0._wp) * (zxr2 + zyr2) )
1014      END_2D
1015      !
1016      zcmax = MAXVAL( zcu(Nis0:Nie0,Njs0:Nje0) )
1017      CALL mpp_max( 'dynspg_ts', zcmax )
1018
1019      ! Estimate number of iterations to satisfy a max courant number= rn_bt_cmax
1020      IF( ln_bt_auto )   nn_e = CEILING( rn_Dt / rn_bt_cmax * zcmax)
1021     
1022      rDt_e = rn_Dt / REAL( nn_e , wp )
1023      zcmax = zcmax * rDt_e
1024      ! Print results
1025      IF(lwp) WRITE(numout,*)
1026      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_spg_ts_init : split-explicit free surface'
1027      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~~'
1028      IF( ln_bt_auto ) THEN
1029         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_ts_auto =.true. Automatically set nn_e '
1030         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     Max. courant number allowed: ', rn_bt_cmax
1031      ELSE
1032         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_ts_auto=.false.: Use nn_e in namelist   nn_e = ', nn_e
1033      ENDIF
1034
1035      IF(ln_bt_av) THEN
1036         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_av =.true.  ==> Time averaging over nn_e time steps is on '
1037      ELSE
1038         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_av =.false. => No time averaging of barotropic variables '
1039      ENDIF
1040      !
1041      !
1042      IF(ln_bt_fw) THEN
1043         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_fw=.true.  => Forward integration of barotropic variables '
1044      ELSE
1045         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_fw =.false.=> Centred integration of barotropic variables '
1046      ENDIF
1047      !
1048#if defined key_agrif
1049      ! Restrict the use of Agrif to the forward case only
1050!!!      IF( .NOT.ln_bt_fw .AND. .NOT.Agrif_Root() )   CALL ctl_stop( 'AGRIF not implemented if ln_bt_fw=.FALSE.' )
1051#endif
1052      !
1053      IF(lwp) WRITE(numout,*)    '     Time filter choice, nn_bt_flt: ', nn_bt_flt
1054      SELECT CASE ( nn_bt_flt )
1055         CASE( 0 )      ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '           Dirac'
1056         CASE( 1 )      ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '           Boxcar: width = nn_e'
1057         CASE( 2 )      ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '           Boxcar: width = 2*nn_e' 
1058         CASE DEFAULT   ;   CALL ctl_stop( 'unrecognised value for nn_bt_flt: should 0,1, or 2' )
1059      END SELECT
1060      !
1061      IF(lwp) WRITE(numout,*) ' '
1062      IF(lwp) WRITE(numout,*) '     nn_e = ', nn_e
1063      IF(lwp) WRITE(numout,*) '     Barotropic time step [s] is :', rDt_e
1064      IF(lwp) WRITE(numout,*) '     Maximum Courant number is   :', zcmax
1065      !
1066      IF(lwp) WRITE(numout,*)    '     Time diffusion parameter rn_bt_alpha: ', rn_bt_alpha
1067      IF ((ln_bt_av.AND.nn_bt_flt/=0).AND.(rn_bt_alpha>0._wp)) THEN
1068         CALL ctl_stop( 'dynspg_ts ERROR: if rn_bt_alpha > 0, remove temporal averaging' )
1069      ENDIF
1070      !
1071      IF( .NOT.ln_bt_av .AND. .NOT.ln_bt_fw ) THEN
1072         CALL ctl_stop( 'dynspg_ts ERROR: No time averaging => only forward integration is possible' )
1073      ENDIF
1074      IF( zcmax>0.9_wp ) THEN
1075         CALL ctl_stop( 'dynspg_ts ERROR: Maximum Courant number is greater than 0.9: Inc. nn_e !' )         
1076      ENDIF
1077      !
1078      !                             ! Allocate time-splitting arrays
1079      IF( dyn_spg_ts_alloc() /= 0    )   CALL ctl_stop('STOP', 'dyn_spg_init: failed to allocate dynspg_ts  arrays' )
1080      !
1081      !                             ! read restart when needed
1082      CALL ts_rst( nit000, 'READ' )
1083      !
1084      IF( lwxios ) THEN
1085! define variables in restart file when writing with XIOS
1086         CALL iom_set_rstw_var_active('ub2_b')
1087         CALL iom_set_rstw_var_active('vb2_b')
1088         CALL iom_set_rstw_var_active('un_bf')
1089         CALL iom_set_rstw_var_active('vn_bf')
1090         !
1091         IF (.NOT.ln_bt_av) THEN
1092            CALL iom_set_rstw_var_active('sshbb_e')
1093            CALL iom_set_rstw_var_active('ubb_e')
1094            CALL iom_set_rstw_var_active('vbb_e')
1095            CALL iom_set_rstw_var_active('sshb_e')
1096            CALL iom_set_rstw_var_active('ub_e')
1097            CALL iom_set_rstw_var_active('vb_e')
1098         ENDIF
1099#if defined key_agrif
1100         ! Save time integrated fluxes
1101         IF ( .NOT.Agrif_Root() ) THEN
1102            CALL iom_set_rstw_var_active('ub2_i_b')
1103            CALL iom_set_rstw_var_active('vb2_i_b')
1104         ENDIF
1105#endif
1106      ENDIF
1107      !
1108   END SUBROUTINE dyn_spg_ts_init
1109
1110   
1111   SUBROUTINE dyn_cor_2D_init( Kmm )
1112      !!---------------------------------------------------------------------
1113      !!                   ***  ROUTINE dyn_cor_2D_init  ***
1114      !!
1115      !! ** Purpose : Set time splitting options
1116      !! Set arrays to remove/compute coriolis trend.
1117      !! Do it once during initialization if volume is fixed, else at each long time step.
1118      !! Note that these arrays are also used during barotropic loop. These are however frozen
1119      !! although they should be updated in the variable volume case. Not a big approximation.
1120      !! To remove this approximation, copy lines below inside barotropic loop
1121      !! and update depths at T-F points (ht and zhf resp.) at each barotropic time step
1122      !!
1123      !! Compute zwz = f / ( height of the water colomn )
1124      !!----------------------------------------------------------------------
1125      INTEGER,  INTENT(in)         ::  Kmm  ! Time index
1126      INTEGER  ::   ji ,jj, jk              ! dummy loop indices
1127      REAL(wp) ::   z1_ht
1128      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zhf
1129      !!----------------------------------------------------------------------
1130      !
1131      SELECT CASE( nvor_scheme )
1132      CASE( np_EEN )                != EEN scheme using e3f energy & enstrophy scheme
1133         SELECT CASE( nn_een_e3f )              !* ff_f/e3 at F-point
1134         CASE ( 0 )                                   ! original formulation  (masked averaging of e3t divided by 4)
1135            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
1136               zwz(ji,jj) = ( ht(ji,jj+1) + ht(ji+1,jj+1)   &
1137                    &       + ht(ji,jj  ) + ht(ji+1,jj  ) ) * 0.25_wp 
1138               IF( zwz(ji,jj) /= 0._wp )   zwz(ji,jj) = ff_f(ji,jj) / zwz(ji,jj)
1139            END_2D
1140         CASE ( 1 )                                   ! new formulation  (masked averaging of e3t divided by the sum of mask)
1141            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
1142               zwz(ji,jj) =     (    ht(ji,jj+1) +     ht(ji+1,jj+1)      &
1143                    &            +   ht(ji,jj  ) +     ht(ji+1,jj  )  )   &
1144                    &    / ( MAX(ssmask(ji,jj+1) + ssmask(ji+1,jj+1)      &
1145                    &          + ssmask(ji,jj  ) + ssmask(ji+1,jj  ) , 1._wp  )   )
1146               IF( zwz(ji,jj) /= 0._wp )   zwz(ji,jj) = ff_f(ji,jj) / zwz(ji,jj)
1147            END_2D
1148         END SELECT
1149         CALL lbc_lnk( 'dynspg_ts', zwz, 'F', 1._wp )
1150         !
1151         ftne(1,:) = 0._wp   ;   ftnw(1,:) = 0._wp   ;   ftse(1,:) = 0._wp   ;   ftsw(1,:) = 0._wp
1152         DO_2D( 0, 1, 0, 1 )
1153            ftne(ji,jj) = zwz(ji-1,jj  ) + zwz(ji  ,jj  ) + zwz(ji  ,jj-1)
1154            ftnw(ji,jj) = zwz(ji-1,jj-1) + zwz(ji-1,jj  ) + zwz(ji  ,jj  )
1155            ftse(ji,jj) = zwz(ji  ,jj  ) + zwz(ji  ,jj-1) + zwz(ji-1,jj-1)
1156            ftsw(ji,jj) = zwz(ji  ,jj-1) + zwz(ji-1,jj-1) + zwz(ji-1,jj  )
1157         END_2D
1158         !
1159      CASE( np_EET )                  != EEN scheme using e3t energy conserving scheme
1160         ftne(1,:) = 0._wp   ;   ftnw(1,:) = 0._wp   ;   ftse(1,:) = 0._wp   ;   ftsw(1,:) = 0._wp
1161         DO_2D( 0, 1, 0, 1 )
1162            z1_ht = ssmask(ji,jj) / ( ht(ji,jj) + 1._wp - ssmask(ji,jj) )
1163            ftne(ji,jj) = ( ff_f(ji-1,jj  ) + ff_f(ji  ,jj  ) + ff_f(ji  ,jj-1) ) * z1_ht
1164            ftnw(ji,jj) = ( ff_f(ji-1,jj-1) + ff_f(ji-1,jj  ) + ff_f(ji  ,jj  ) ) * z1_ht
1165            ftse(ji,jj) = ( ff_f(ji  ,jj  ) + ff_f(ji  ,jj-1) + ff_f(ji-1,jj-1) ) * z1_ht
1166            ftsw(ji,jj) = ( ff_f(ji  ,jj-1) + ff_f(ji-1,jj-1) + ff_f(ji-1,jj  ) ) * z1_ht
1167         END_2D
1168         !
1169      CASE( np_ENE, np_ENS , np_MIX )  != all other schemes (ENE, ENS, MIX) except ENT !
1170         !
1171         zwz(:,:) = 0._wp
1172         zhf(:,:) = 0._wp
1173         
1174         !!gm  assume 0 in both cases (which is almost surely WRONG ! ) as hvatf has been removed
1175!!gm    A priori a better value should be something like :
1176!!gm          zhf(i,j) = masked sum of  ht(i,j) , ht(i+1,j) , ht(i,j+1) , (i+1,j+1)
1177!!gm                     divided by the sum of the corresponding mask
1178!!gm
1179!!           
1180         IF( .NOT.ln_sco ) THEN
1181 
1182   !!gm  agree the JC comment  : this should be done in a much clear way
1183 
1184   ! JC: It not clear yet what should be the depth at f-points over land in z-coordinate case
1185   !     Set it to zero for the time being
1186   !              IF( rn_hmin < 0._wp ) THEN    ;   jk = - INT( rn_hmin )                                      ! from a nb of level
1187   !              ELSE                          ;   jk = MINLOC( gdepw_0, mask = gdepw_0 > rn_hmin, dim = 1 )  ! from a depth
1188   !              ENDIF
1189   !              zhf(:,:) = gdepw_0(:,:,jk+1)
1190            !
1191         ELSE
1192            !
1193            !zhf(:,:) = hbatf(:,:)
1194            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
1195               zhf(ji,jj) =    (   ht_0  (ji,jj  ) + ht_0  (ji+1,jj  )          &
1196                    &            + ht_0  (ji,jj+1) + ht_0  (ji+1,jj+1)   )      &
1197                    &     / MAX(   ssmask(ji,jj  ) + ssmask(ji+1,jj  )          &
1198                    &            + ssmask(ji,jj+1) + ssmask(ji+1,jj+1) , 1._wp  )
1199            END_2D
1200         ENDIF
1201         !
1202         DO jj = 1, jpjm1   ! keep only the value at the coast if sco
1203            zhf(:,jj) = zhf(:,jj) * (1._wp- umask(:,jj,1) * umask(:,jj+1,1))
1204         END DO
1205         !
1206         DO jk = 1, jpkm1   ! ocean point : sum of masked e3f
1207            DO jj = 1, jpjm1
1208               zhf(:,jj) = zhf(:,jj) + e3f(:,jj,jk) * umask(:,jj,jk) * umask(:,jj+1,jk)
1209            END DO
1210         END DO
1211         CALL lbc_lnk( 'dynspg_ts', zhf, 'F', 1._wp )
1212         ! JC: TBC. hf should be greater than 0
1213         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
1214            IF( zhf(ji,jj) /= 0._wp )   zwz(ji,jj) = 1._wp / zhf(ji,jj)
1215         END_2D
1216         zwz(:,:) = ff_f(:,:) * zwz(:,:)
1217      END SELECT
1218     
1219   END SUBROUTINE dyn_cor_2d_init
1220
1221
1222
1223   SUBROUTINE dyn_cor_2d( pht, phu, phv, punb, pvnb, zhU, zhV,    zu_trd, zv_trd   )
1224      !!---------------------------------------------------------------------
1225      !!                   ***  ROUTINE dyn_cor_2d  ***
1226      !!
1227      !! ** Purpose : Compute u and v coriolis trends
1228      !!----------------------------------------------------------------------
1229      INTEGER  ::   ji ,jj                             ! dummy loop indices
1230      REAL(wp) ::   zx1, zx2, zy1, zy2, z1_hu, z1_hv   !   -      -
1231      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) :: pht, phu, phv, punb, pvnb, zhU, zhV
1232      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(  out) :: zu_trd, zv_trd
1233      !!----------------------------------------------------------------------
1234      SELECT CASE( nvor_scheme )
1235      CASE( np_ENT )                ! enstrophy conserving scheme (f-point)
1236         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1237            z1_hu = ssumask(ji,jj) / ( phu(ji,jj) + 1._wp - ssumask(ji,jj) )
1238            z1_hv = ssvmask(ji,jj) / ( phv(ji,jj) + 1._wp - ssvmask(ji,jj) )
1239            zu_trd(ji,jj) = + r1_4 * r1_e1e2u(ji,jj) * z1_hu                    &
1240               &               * (  e1e2t(ji+1,jj)*pht(ji+1,jj)*ff_t(ji+1,jj) * ( pvnb(ji+1,jj) + pvnb(ji+1,jj-1) )   &
1241               &                  + e1e2t(ji  ,jj)*pht(ji  ,jj)*ff_t(ji  ,jj) * ( pvnb(ji  ,jj) + pvnb(ji  ,jj-1) )   )
1242               !
1243            zv_trd(ji,jj) = - r1_4 * r1_e1e2v(ji,jj) * z1_hv                    &
1244               &               * (  e1e2t(ji,jj+1)*pht(ji,jj+1)*ff_t(ji,jj+1) * ( punb(ji,jj+1) + punb(ji-1,jj+1) )   & 
1245               &                  + e1e2t(ji,jj  )*pht(ji,jj  )*ff_t(ji,jj  ) * ( punb(ji,jj  ) + punb(ji-1,jj  ) )   ) 
1246         END_2D
1247         !         
1248      CASE( np_ENE , np_MIX )        ! energy conserving scheme (t-point) ENE or MIX
1249         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1250            zy1 = ( zhV(ji,jj-1) + zhV(ji+1,jj-1) ) * r1_e1u(ji,jj)
1251            zy2 = ( zhV(ji,jj  ) + zhV(ji+1,jj  ) ) * r1_e1u(ji,jj)
1252            zx1 = ( zhU(ji-1,jj) + zhU(ji-1,jj+1) ) * r1_e2v(ji,jj)
1253            zx2 = ( zhU(ji  ,jj) + zhU(ji  ,jj+1) ) * r1_e2v(ji,jj)
1254            ! energy conserving formulation for planetary vorticity term
1255            zu_trd(ji,jj) =   r1_4 * ( zwz(ji  ,jj-1) * zy1 + zwz(ji,jj) * zy2 )
1256            zv_trd(ji,jj) = - r1_4 * ( zwz(ji-1,jj  ) * zx1 + zwz(ji,jj) * zx2 )
1257         END_2D
1258         !
1259      CASE( np_ENS )                ! enstrophy conserving scheme (f-point)
1260         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1261            zy1 =   r1_8 * ( zhV(ji  ,jj-1) + zhV(ji+1,jj-1) &
1262              &            + zhV(ji  ,jj  ) + zhV(ji+1,jj  ) ) * r1_e1u(ji,jj)
1263            zx1 = - r1_8 * ( zhU(ji-1,jj  ) + zhU(ji-1,jj+1) &
1264              &            + zhU(ji  ,jj  ) + zhU(ji  ,jj+1) ) * r1_e2v(ji,jj)
1265            zu_trd(ji,jj)  = zy1 * ( zwz(ji  ,jj-1) + zwz(ji,jj) )
1266            zv_trd(ji,jj)  = zx1 * ( zwz(ji-1,jj  ) + zwz(ji,jj) )
1267         END_2D
1268         !
1269      CASE( np_EET , np_EEN )      ! energy & enstrophy scheme (using e3t or e3f)         
1270         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1271            zu_trd(ji,jj) = + r1_12 * r1_e1u(ji,jj) * (  ftne(ji,jj  ) * zhV(ji  ,jj  ) &
1272             &                                         + ftnw(ji+1,jj) * zhV(ji+1,jj  ) &
1273             &                                         + ftse(ji,jj  ) * zhV(ji  ,jj-1) &
1274             &                                         + ftsw(ji+1,jj) * zhV(ji+1,jj-1) )
1275            zv_trd(ji,jj) = - r1_12 * r1_e2v(ji,jj) * (  ftsw(ji,jj+1) * zhU(ji-1,jj+1) &
1276             &                                         + ftse(ji,jj+1) * zhU(ji  ,jj+1) &
1277             &                                         + ftnw(ji,jj  ) * zhU(ji-1,jj  ) &
1278             &                                         + ftne(ji,jj  ) * zhU(ji  ,jj  ) )
1279         END_2D
1280         !
1281      END SELECT
1282      !
1283   END SUBROUTINE dyn_cor_2D
1284
1285
1286   SUBROUTINE wad_tmsk( pssh, ptmsk )
1287      !!----------------------------------------------------------------------
1288      !!                  ***  ROUTINE wad_lmt  ***
1289      !!                   
1290      !! ** Purpose :   set wetting & drying mask at tracer points
1291      !!              for the current barotropic sub-step
1292      !!
1293      !! ** Method  :   ???
1294      !!
1295      !! ** Action  :  ptmsk : wetting & drying t-mask
1296      !!----------------------------------------------------------------------
1297      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   pssh    !
1298      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(  out) ::   ptmsk   !
1299      !
1300      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
1301      !!----------------------------------------------------------------------
1302      !
1303      IF( ln_wd_dl_rmp ) THEN     
1304         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
1305            IF    ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >  2._wp * rn_wdmin1 ) THEN 
1306               !           IF    ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >          rn_wdmin2 ) THEN
1307               ptmsk(ji,jj) = 1._wp
1308            ELSEIF( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >          rn_wdmin1 ) THEN
1309               ptmsk(ji,jj) = TANH( 50._wp*( ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) -  rn_wdmin1 )*r_rn_wdmin1) )
1310            ELSE
1311               ptmsk(ji,jj) = 0._wp
1312            ENDIF
1313         END_2D
1314      ELSE 
1315         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
1316            IF ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >  rn_wdmin1 ) THEN   ;   ptmsk(ji,jj) = 1._wp
1317            ELSE                                                 ;   ptmsk(ji,jj) = 0._wp
1318            ENDIF
1319         END_2D
1320      ENDIF
1321      !
1322   END SUBROUTINE wad_tmsk
1323
1324
1325   SUBROUTINE wad_Umsk( pTmsk, phU, phV, pu, pv, pUmsk, pVmsk )
1326      !!----------------------------------------------------------------------
1327      !!                  ***  ROUTINE wad_lmt  ***
1328      !!                   
1329      !! ** Purpose :   set wetting & drying mask at tracer points
1330      !!              for the current barotropic sub-step
1331      !!
1332      !! ** Method  :   ???
1333      !!
1334      !! ** Action  :  ptmsk : wetting & drying t-mask
1335      !!----------------------------------------------------------------------
1336      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   pTmsk              ! W & D t-mask
1337      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(inout) ::   phU, phV, pu, pv   ! ocean velocities and transports
1338      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(inout) ::   pUmsk, pVmsk       ! W & D u- and v-mask
1339      !
1340      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
1341      !!----------------------------------------------------------------------
1342      !
1343      DO_2D( 1, 1, 1, 0 )
1344         IF ( phU(ji,jj) > 0._wp ) THEN   ;   pUmsk(ji,jj) = pTmsk(ji  ,jj) 
1345         ELSE                             ;   pUmsk(ji,jj) = pTmsk(ji+1,jj) 
1346         ENDIF
1347         phU(ji,jj) = pUmsk(ji,jj)*phU(ji,jj)
1348         pu (ji,jj) = pUmsk(ji,jj)*pu (ji,jj)
1349      END_2D
1350      !
1351      DO_2D( 1, 0, 1, 1 )
1352         IF ( phV(ji,jj) > 0._wp ) THEN   ;   pVmsk(ji,jj) = pTmsk(ji,jj  )
1353         ELSE                             ;   pVmsk(ji,jj) = pTmsk(ji,jj+1) 
1354         ENDIF
1355         phV(ji,jj) = pVmsk(ji,jj)*phV(ji,jj) 
1356         pv (ji,jj) = pVmsk(ji,jj)*pv (ji,jj)
1357      END_2D
1358      !
1359   END SUBROUTINE wad_Umsk
1360
1361
1362   SUBROUTINE wad_spg( pshn, zcpx, zcpy )
1363      !!---------------------------------------------------------------------
1364      !!                   ***  ROUTINE  wad_sp  ***
1365      !!
1366      !! ** Purpose :
1367      !!----------------------------------------------------------------------
1368      INTEGER  ::   ji ,jj               ! dummy loop indices
1369      LOGICAL  ::   ll_tmp1, ll_tmp2
1370      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) :: pshn
1371      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(inout) :: zcpx, zcpy
1372      !!----------------------------------------------------------------------
1373      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1374         ll_tmp1 = MIN(  pshn(ji,jj)               ,  pshn(ji+1,jj) ) >                &
1375              &      MAX( -ht_0(ji,jj)               , -ht_0(ji+1,jj) ) .AND.            &
1376              &      MAX(  pshn(ji,jj) + ht_0(ji,jj) ,  pshn(ji+1,jj) + ht_0(ji+1,jj) )  &
1377              &                                                         > rn_wdmin1 + rn_wdmin2
1378         ll_tmp2 = ( ABS( pshn(ji+1,jj)            -  pshn(ji  ,jj))  > 1.E-12 ).AND.( &
1379              &      MAX(   pshn(ji,jj)              ,  pshn(ji+1,jj) ) >                &
1380              &      MAX(  -ht_0(ji,jj)              , -ht_0(ji+1,jj) ) + rn_wdmin1 + rn_wdmin2 )
1381         IF(ll_tmp1) THEN
1382            zcpx(ji,jj) = 1.0_wp
1383         ELSEIF(ll_tmp2) THEN
1384            ! no worries about  pshn(ji+1,jj) -  pshn(ji  ,jj) = 0, it won't happen ! here
1385            zcpx(ji,jj) = ABS( (pshn(ji+1,jj) + ht_0(ji+1,jj) - pshn(ji,jj) - ht_0(ji,jj)) &
1386                 &           / (pshn(ji+1,jj) - pshn(ji  ,jj)) )
1387            zcpx(ji,jj) = max(min( zcpx(ji,jj) , 1.0_wp),0.0_wp)
1388         ELSE
1389            zcpx(ji,jj) = 0._wp
1390         ENDIF
1391         !
1392         ll_tmp1 = MIN(  pshn(ji,jj)               ,  pshn(ji,jj+1) ) >                &
1393              &      MAX( -ht_0(ji,jj)               , -ht_0(ji,jj+1) ) .AND.            &
1394              &      MAX(  pshn(ji,jj) + ht_0(ji,jj) ,  pshn(ji,jj+1) + ht_0(ji,jj+1) )  &
1395              &                                                       > rn_wdmin1 + rn_wdmin2
1396         ll_tmp2 = ( ABS( pshn(ji,jj)              -  pshn(ji,jj+1))  > 1.E-12 ).AND.( &
1397              &      MAX(   pshn(ji,jj)              ,  pshn(ji,jj+1) ) >                &
1398              &      MAX(  -ht_0(ji,jj)              , -ht_0(ji,jj+1) ) + rn_wdmin1 + rn_wdmin2 )
1399         
1400         IF(ll_tmp1) THEN
1401            zcpy(ji,jj) = 1.0_wp
1402         ELSE IF(ll_tmp2) THEN
1403            ! no worries about  pshn(ji,jj+1) -  pshn(ji,jj  ) = 0, it won't happen ! here
1404            zcpy(ji,jj) = ABS( (pshn(ji,jj+1) + ht_0(ji,jj+1) - pshn(ji,jj) - ht_0(ji,jj)) &
1405                 &           / (pshn(ji,jj+1) - pshn(ji,jj  )) )
1406            zcpy(ji,jj) = MAX(  0._wp , MIN( zcpy(ji,jj) , 1.0_wp )  )
1407         ELSE
1408            zcpy(ji,jj) = 0._wp
1409         ENDIF
1410      END_2D
1411           
1412   END SUBROUTINE wad_spg
1413     
1414
1415
1416   SUBROUTINE dyn_drg_init( Kbb, Kmm, puu, pvv, puu_b ,pvv_b, pu_RHSi, pv_RHSi, pCdU_u, pCdU_v )
1417      !!----------------------------------------------------------------------
1418      !!                  ***  ROUTINE dyn_drg_init  ***
1419      !!                   
1420      !! ** Purpose : - add the baroclinic top/bottom drag contribution to
1421      !!              the baroclinic part of the barotropic RHS
1422      !!              - compute the barotropic drag coefficients
1423      !!
1424      !! ** Method  :   computation done over the INNER domain only
1425      !!----------------------------------------------------------------------
1426      INTEGER                             , INTENT(in   ) ::  Kbb, Kmm           ! ocean time level indices
1427      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(in   ) ::  puu, pvv           ! ocean velocities and RHS of momentum equation
1428      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpt)    , INTENT(in   ) ::  puu_b, pvv_b       ! barotropic velocities at main time levels
1429      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)        , INTENT(inout) ::  pu_RHSi, pv_RHSi   ! baroclinic part of the barotropic RHS
1430      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)        , INTENT(  out) ::  pCdU_u , pCdU_v    ! barotropic drag coefficients
1431      !
1432      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
1433      INTEGER  ::   ikbu, ikbv, iktu, iktv
1434      REAL(wp) ::   zztmp
1435      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zu_i, zv_i
1436      !!----------------------------------------------------------------------
1437      !
1438      !                    !==  Set the barotropic drag coef.  ==!
1439      !
1440      IF( ln_isfcav ) THEN          ! top+bottom friction (ocean cavities)
1441         
1442         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1443            pCdU_u(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) + rCdU_top(ji+1,jj)+rCdU_top(ji,jj) )
1444            pCdU_v(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) + rCdU_top(ji,jj+1)+rCdU_top(ji,jj) )
1445         END_2D
1446      ELSE                          ! bottom friction only
1447         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1448            pCdU_u(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) )
1449            pCdU_v(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) )
1450         END_2D
1451      ENDIF
1452      !
1453      !                    !==  BOTTOM stress contribution from baroclinic velocities  ==!
1454      !
1455      IF( ln_bt_fw ) THEN                 ! FORWARD integration: use NOW bottom baroclinic velocities
1456         
1457         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1458            ikbu = mbku(ji,jj)       
1459            ikbv = mbkv(ji,jj)   
1460            zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,ikbu,Kmm) - puu_b(ji,jj,Kmm)
1461            zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,ikbv,Kmm) - pvv_b(ji,jj,Kmm)
1462         END_2D
1463      ELSE                                ! CENTRED integration: use BEFORE bottom baroclinic velocities
1464         
1465         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1466            ikbu = mbku(ji,jj)       
1467            ikbv = mbkv(ji,jj)   
1468            zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,ikbu,Kbb) - puu_b(ji,jj,Kbb)
1469            zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,ikbv,Kbb) - pvv_b(ji,jj,Kbb)
1470         END_2D
1471      ENDIF
1472      !
1473      IF( ln_wd_il ) THEN      ! W/D : use the "clipped" bottom friction   !!gm   explain WHY, please !
1474         zztmp = -1._wp / rDt_e
1475         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1476            pu_RHSi(ji,jj) = pu_RHSi(ji,jj) + zu_i(ji,jj) *  wdrampu(ji,jj) * MAX(                                 & 
1477                 &                              r1_hu(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) ) , zztmp  )
1478            pv_RHSi(ji,jj) = pv_RHSi(ji,jj) + zv_i(ji,jj) *  wdrampv(ji,jj) * MAX(                                 & 
1479                 &                              r1_hv(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) ) , zztmp  )
1480         END_2D
1481      ELSE                    ! use "unclipped" drag (even if explicit friction is used in 3D calculation)
1482         
1483         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1484            pu_RHSi(ji,jj) = pu_RHSi(ji,jj) + r1_hu(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) ) * zu_i(ji,jj)
1485            pv_RHSi(ji,jj) = pv_RHSi(ji,jj) + r1_hv(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) ) * zv_i(ji,jj)
1486         END_2D
1487      END IF
1488      !
1489      !                    !==  TOP stress contribution from baroclinic velocities  ==!   (no W/D case)
1490      !
1491      IF( ln_isfcav ) THEN
1492         !
1493         IF( ln_bt_fw ) THEN                ! FORWARD integration: use NOW top baroclinic velocity
1494           
1495            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1496               iktu = miku(ji,jj)
1497               iktv = mikv(ji,jj)
1498               zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,iktu,Kmm) - puu_b(ji,jj,Kmm)
1499               zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,iktv,Kmm) - pvv_b(ji,jj,Kmm)
1500            END_2D
1501         ELSE                                ! CENTRED integration: use BEFORE top baroclinic velocity
1502           
1503            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1504               iktu = miku(ji,jj)
1505               iktv = mikv(ji,jj)
1506               zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,iktu,Kbb) - puu_b(ji,jj,Kbb)
1507               zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,iktv,Kbb) - pvv_b(ji,jj,Kbb)
1508            END_2D
1509         ENDIF
1510         !
1511         !                    ! use "unclipped" top drag (even if explicit friction is used in 3D calculation)
1512         
1513         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1514            pu_RHSi(ji,jj) = pu_RHSi(ji,jj) + r1_hu(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_top(ji+1,jj)+rCdU_top(ji,jj) ) * zu_i(ji,jj)
1515            pv_RHSi(ji,jj) = pv_RHSi(ji,jj) + r1_hv(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_top(ji,jj+1)+rCdU_top(ji,jj) ) * zv_i(ji,jj)
1516         END_2D
1517         !
1518      ENDIF
1519      !
1520   END SUBROUTINE dyn_drg_init
1521
1522   SUBROUTINE ts_bck_interp( jn, ll_init,       &   ! <== in
1523      &                      za0, za1, za2, za3 )   ! ==> out
1524      !!----------------------------------------------------------------------
1525      INTEGER ,INTENT(in   ) ::   jn                   ! index of sub time step
1526      LOGICAL ,INTENT(in   ) ::   ll_init              !
1527      REAL(wp),INTENT(  out) ::   za0, za1, za2, za3   ! Half-step back interpolation coefficient
1528      !
1529      REAL(wp) ::   zepsilon, zgamma                   !   -      -
1530      !!----------------------------------------------------------------------
1531      !                             ! set Half-step back interpolation coefficient
1532      IF    ( jn==1 .AND. ll_init ) THEN   !* Forward-backward
1533         za0 = 1._wp                       
1534         za1 = 0._wp                           
1535         za2 = 0._wp
1536         za3 = 0._wp
1537      ELSEIF( jn==2 .AND. ll_init ) THEN   !* AB2-AM3 Coefficients; bet=0 ; gam=-1/6 ; eps=1/12
1538         za0 = 1.0833333333333_wp                 ! za0 = 1-gam-eps
1539         za1 =-0.1666666666666_wp                 ! za1 = gam
1540         za2 = 0.0833333333333_wp                 ! za2 = eps
1541         za3 = 0._wp             
1542      ELSE                                 !* AB3-AM4 Coefficients; bet=0.281105 ; eps=0.013 ; gam=0.0880
1543         IF( rn_bt_alpha == 0._wp ) THEN      ! Time diffusion 
1544            za0 = 0.614_wp                        ! za0 = 1/2 +   gam + 2*eps
1545            za1 = 0.285_wp                        ! za1 = 1/2 - 2*gam - 3*eps
1546            za2 = 0.088_wp                        ! za2 = gam
1547            za3 = 0.013_wp                        ! za3 = eps
1548         ELSE                                 ! no time diffusion
1549            zepsilon = 0.00976186_wp - 0.13451357_wp * rn_bt_alpha
1550            zgamma   = 0.08344500_wp - 0.51358400_wp * rn_bt_alpha
1551            za0 = 0.5_wp + zgamma + 2._wp * rn_bt_alpha + 2._wp * zepsilon
1552            za1 = 1._wp - za0 - zgamma - zepsilon
1553            za2 = zgamma
1554            za3 = zepsilon
1555         ENDIF
1556      ENDIF
1557   END SUBROUTINE ts_bck_interp
1558
1559
1560   !!======================================================================
1561END MODULE dynspg_ts
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.