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traldf_triad.F90 in NEMO/branches/2021/dev_r14116_HPC-10_mcastril_Mixed_Precision_implementation/src/OCE/TRA – NEMO

source: NEMO/branches/2021/dev_r14116_HPC-10_mcastril_Mixed_Precision_implementation/src/OCE/TRA/traldf_triad.F90 @ 15540

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Line 
1MODULE traldf_triad
2   !!======================================================================
3   !!                   ***  MODULE  traldf_triad  ***
4   !! Ocean  tracers:  horizontal component of the lateral tracer mixing trend
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.3  ! 2010-10  (G. Nurser, C. Harris, G. Madec)  Griffies operator (original code)
7   !!            3.7  ! 2013-12  (F. Lemarie, G. Madec)  triad operator (Griffies) + Method of Stabilizing Correction
8   !!----------------------------------------------------------------------
9
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   tra_ldf_triad : update the tracer trend with the iso-neutral laplacian triad-operator
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce            ! ocean dynamics and active tracers
14   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
15   USE domutl, ONLY : is_tile
16   USE phycst         ! physical constants
17   USE trc_oce        ! share passive tracers/Ocean variables
18   USE zdf_oce        ! ocean vertical physics
19   USE ldftra         ! lateral physics: eddy diffusivity
20   USE ldfslp         ! lateral physics: iso-neutral slopes
21   USE traldf_iso     ! lateral diffusion (Madec operator)         (tra_ldf_iso routine)
22   USE diaptr         ! poleward transport diagnostics
23   USE diaar5         ! AR5 diagnostics
24   USE zpshde         ! partial step: hor. derivative     (zps_hde routine)
25   !
26   USE in_out_manager ! I/O manager
27   USE iom            ! I/O library
28   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
29   USE lib_mpp        ! MPP library
30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC   tra_ldf_triad   ! routine called by traldf.F90
35
36   LOGICAL  ::   l_ptr   ! flag to compute poleward transport
37   LOGICAL  ::   l_hst   ! flag to compute heat transport
38
39
40   !! * Substitutions
41#  include "do_loop_substitute.h90"
42#  include "single_precision_substitute.h90"
43#  include "domzgr_substitute.h90"
44   !!----------------------------------------------------------------------
45   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
46   !! $Id$
47   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
48   !!----------------------------------------------------------------------
49CONTAINS
50
51   SUBROUTINE tra_ldf_triad( kt, Kmm, kit000, cdtype, pahu, pahv,             &
52      &                                               pgu , pgv , pgui, pgvi, &
53      &                                               pt, pt2, pt_rhs, kjpt, kpass )
54      !!
55      INTEGER                     , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
56      INTEGER                     , INTENT(in   ) ::   kit000     ! first time step index
57      CHARACTER(len=3)            , INTENT(in   ) ::   cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
58      INTEGER                     , INTENT(in   ) ::   kjpt       ! number of tracers
59      INTEGER                     , INTENT(in   ) ::   kpass      ! =1/2 first or second passage
60      INTEGER                     , INTENT(in   ) ::   Kmm        ! ocean time level indices
61      REAL(dp), DIMENSION(:,:,:)  , INTENT(in   ) ::   pahu, pahv ! eddy diffusivity at u- and v-points  [m2/s]
62      REAL(dp), DIMENSION(:,:,:)  , INTENT(in   ) ::   pgu , pgv  ! tracer gradient at pstep levels
63      REAL(dp), DIMENSION(:,:,:)  , INTENT(in   ) ::   pgui, pgvi ! tracer gradient at top   levels
64      REAL(dp), DIMENSION(:,:,:,:), INTENT(in   ) ::   pt         ! tracer (kpass=1) or laplacian of tracer (kpass=2)
65      REAL(dp), DIMENSION(:,:,:,:), INTENT(in   ) ::   pt2        ! tracer (only used in kpass=2)
66      REAL(dp), DIMENSION(:,:,:,:), INTENT(inout) ::   pt_rhs     ! tracer trend
67      !!
68      CALL tra_ldf_triad_t( kt, Kmm, kit000, cdtype, pahu, pahv, is_tile(pahu),                            &
69      &                                              pgu , pgv , is_tile(pgu) , pgui, pgvi, is_tile(pgui), &
70      &                                              pt, is_tile(pt), pt2, is_tile(pt2), pt_rhs, is_tile(pt_rhs), kjpt, kpass )
71   END SUBROUTINE tra_ldf_triad
72
73
74  SUBROUTINE tra_ldf_triad_t( kt, Kmm, kit000, cdtype, pahu, pahv, ktah,                   &
75      &                                                pgu , pgv , ktg , pgui, pgvi, ktgi, &
76      &                                                pt, ktt, pt2, ktt2, pt_rhs, ktt_rhs, kjpt, kpass )
77      !!----------------------------------------------------------------------
78      !!                  ***  ROUTINE tra_ldf_triad  ***
79      !!
80      !! ** Purpose :   Compute the before horizontal tracer (t & s) diffusive
81      !!      trend for a laplacian tensor (ezxcept the dz[ dz[.] ] term) and
82      !!      add it to the general trend of tracer equation.
83      !!
84      !! ** Method  :   The horizontal component of the lateral diffusive trends
85      !!      is provided by a 2nd order operator rotated along neural or geopo-
86      !!      tential surfaces to which an eddy induced advection can be added
87      !!      It is computed using before fields (forward in time) and isopyc-
88      !!      nal or geopotential slopes computed in routine ldfslp.
89      !!
90      !!      see documentation for the desciption
91      !!
92      !! ** Action :   pt_rhs   updated with the before rotated diffusion
93      !!               ah_wslp2 ....
94      !!               akz   stabilizing vertical diffusivity coefficient (used in trazdf_imp)
95      !!----------------------------------------------------------------------
96      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
97      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kit000     ! first time step index
98      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
99      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt       ! number of tracers
100      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kpass      ! =1/2 first or second passage
101      INTEGER                              , INTENT(in)    ::   Kmm        ! ocean time level indices
102      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   ktah, ktg, ktgi, ktt, ktt2, ktt_rhs
103      REAL(dp), DIMENSION(A2D_T(ktah),   JPK)     , INTENT(in   ) ::   pahu, pahv ! eddy diffusivity at u- and v-points  [m2/s]
104      REAL(dp), DIMENSION(A2D_T(ktg),        KJPT), INTENT(in   ) ::   pgu , pgv  ! tracer gradient at pstep levels
105      REAL(dp), DIMENSION(A2D_T(ktgi),       KJPT), INTENT(in   ) ::   pgui, pgvi ! tracer gradient at top   levels
106      REAL(dp), DIMENSION(A2D_T(ktt),    JPK,KJPT), INTENT(in   ) ::   pt         ! tracer (kpass=1) or laplacian of tracer (kpass=2)
107      REAL(dp), DIMENSION(A2D_T(ktt2),   JPK,KJPT), INTENT(in   ) ::   pt2        ! tracer (only used in kpass=2)
108      REAL(dp), DIMENSION(A2D_T(ktt_rhs),JPK,KJPT), INTENT(inout) ::   pt_rhs     ! tracer trend
109      !
110      INTEGER  ::  ji, jj, jk, jn, kp, iij   ! dummy loop indices
111      REAL(dp) ::  zcoef0, ze3w_2, zsign          !   -      -
112      !
113      REAL(dp) ::   zslope2, zbu, zbv, zbu1, zbv1, zslope21, zah, zah1, zah_ip1, zah_jp1, zbu_ip1, zbv_jp1
114      REAL(dp) ::   ze1ur, ze2vr, ze3wr, zdxt, zdyt, zdzt, zdyt_jp1, ze3wr_jp1, zdzt_jp1, zah_slp1, zah_slp_jp1, zaei_slp_jp1
115      REAL(dp) ::   zah_slp, zaei_slp, zdxt_ip1, ze3wr_ip1, zdzt_ip1, zah_slp_ip1, zaei_slp_ip1, zaei_slp1
116      REAL(dp), DIMENSION(A2D(nn_hls),0:1) ::   zdkt3d                                           ! vertical tracer gradient at 2 levels
117      REAL(dp), DIMENSION(A2D(nn_hls)    ) ::   z2d                                              ! 2D workspace
118      REAL(dp), DIMENSION(A2D(nn_hls),jpk) ::   zdit, zdjt, zftu, zftv, ztfw, zpsi_uw, zpsi_vw   ! 3D     -
119      !!----------------------------------------------------------------------
120      !
121      IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == 1 )  THEN                       ! Do only on the first tile
122         IF( kpass == 1 .AND. kt == kit000 )  THEN
123            IF(lwp) WRITE(numout,*)
124            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_ldf_triad : rotated laplacian diffusion operator on ', cdtype
125            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~'
126         ENDIF
127         !
128         l_hst = .FALSE.
129         l_ptr = .FALSE.
130         IF( cdtype == 'TRA' ) THEN
131            IF( iom_use( 'sophtldf' ) .OR. iom_use( 'sopstldf') )      l_ptr = .TRUE.
132            IF( iom_use("uadv_heattr") .OR. iom_use("vadv_heattr") .OR.                   &
133            &   iom_use("uadv_salttr") .OR. iom_use("vadv_salttr")  )   l_hst = .TRUE.
134         ENDIF
135      ENDIF
136      !
137      ! Define pt_rhs halo points for multi-point haloes in bilaplacian case
138      IF( nldf_tra == np_blp_it .AND. kpass == 1 ) THEN ; iij = nn_hls
139      ELSE                                              ; iij = 1
140      ENDIF
141
142      !
143      IF( kpass == 1 ) THEN   ;   zsign =  1._wp      ! bilaplacian operator require a minus sign (eddy diffusivity >0)
144      ELSE                    ;   zsign = -1._wp
145      ENDIF
146      !
147      !!----------------------------------------------------------------------
148      !!   0 - calculate  ah_wslp2, akz, and optionally zpsi_uw, zpsi_vw
149      !!----------------------------------------------------------------------
150      !
151      IF( kpass == 1 ) THEN         !==  first pass only  and whatever the tracer is  ==!
152         !
153         DO_3D_OVR( nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, 1, jpk )
154            akz     (ji,jj,jk) = 0._wp
155            ah_wslp2(ji,jj,jk) = 0._wp
156         END_3D
157         !
158         DO kp = 0, 1                            ! i-k triads
159            DO_3D_OVR( nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, 1, jpkm1 )
160               ze3wr = 1._wp / e3w(ji,jj,jk+kp,Kmm)
161               zbu   = e1e2u(ji,jj) * e3u(ji,jj,jk,Kmm)
162               zbu1  = e1e2u(ji-1,jj) * e3u(ji-1,jj,jk,Kmm)
163               zah   = 0.25_wp * pahu(ji,jj,jk)
164               zah1  = 0.25_wp * pahu(ji-1,jj,jk)
165               ! Subtract s-coordinate slope at t-points to give slope rel to s-surfaces (do this by *adding* gradient of depth)
166               zslope2 = triadi_g(ji,jj,jk,1,kp) + ( gdept(ji+1,jj,jk,Kmm) - gdept(ji,jj,jk,Kmm) ) * r1_e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk+kp)
167               zslope2 = zslope2 *zslope2
168               zslope21 = triadi_g(ji,jj,jk,0,kp) + ( gdept(ji,jj,jk,Kmm) - gdept(ji-1,jj,jk,Kmm) ) * r1_e1u(ji-1,jj) * umask(ji-1,jj,jk+kp)
169               zslope21 = zslope21 *zslope21
170               ! round brackets added to fix the order of floating point operations
171               ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
172               ah_wslp2(ji,jj,jk+kp) =  ah_wslp2(ji,jj,jk+kp) + ( zah * zbu * ze3wr * r1_e1e2t(ji,jj) * zslope2                    &
173                        &                                       + zah1 * zbu1 * ze3wr * r1_e1e2t(ji,jj) * zslope21                 &
174                        &                                       )                                                                  ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
175               akz     (ji,jj,jk+kp) =  akz     (ji,jj,jk+kp) + ( zah * r1_e1u(ji,jj) * r1_e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk+kp)         &
176                                                                + zah1 * r1_e1u(ji-1,jj) * r1_e1u(ji-1,jj) * umask(ji-1,jj,jk+kp)  &
177                        &                                       )                                                                  ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
178            END_3D
179         END DO
180         !
181         DO kp = 0, 1                            ! j-k triads
182            DO_3D_OVR( nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, 1, jpkm1 )
183               ze3wr = 1.0_wp / e3w(ji,jj,jk+kp,Kmm)
184               zbv   = e1e2v(ji,jj) * e3v(ji,jj,jk,Kmm)
185               zbv1   = e1e2v(ji,jj-1) * e3v(ji,jj-1,jk,Kmm)
186               zah   = 0.25_wp * pahv(ji,jj,jk)
187               zah1   = 0.25_wp * pahv(ji,jj-1,jk)
188               ! Subtract s-coordinate slope at t-points to give slope rel to s surfaces
189               !    (do this by *adding* gradient of depth)
190               zslope2 = triadj_g(ji,jj,jk,1,kp) + ( gdept(ji,jj+1,jk,Kmm) - gdept(ji,jj,jk,Kmm) ) * r1_e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk+kp)
191               zslope2 = zslope2 * zslope2
192               zslope21 = triadj_g(ji,jj,jk,0,kp) + ( gdept(ji,jj,jk,Kmm) - gdept(ji,jj-1,jk,Kmm) ) * r1_e2v(ji,jj-1) * vmask(ji,jj-1,jk+kp)
193               zslope21 = zslope21 * zslope21
194               ! round brackets added to fix the order of floating point operations
195               ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
196               ah_wslp2(ji,jj,jk+kp) = ah_wslp2(ji,jj,jk+kp) + ( zah * zbv * ze3wr * r1_e1e2t(ji,jj) * zslope2                     &
197                        &                                      + zah1 * zbv1 * ze3wr * r1_e1e2t(ji,jj) * zslope21                  &
198                        &                                      )                                                                   ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
199               akz     (ji,jj,jk+kp) = akz     (ji,jj,jk+kp) + ( zah * r1_e2v(ji,jj) * r1_e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk+kp)          &
200                        &                                      + zah1 * r1_e2v(ji,jj-1) * r1_e2v(ji,jj-1) * vmask(ji,jj-1,jk+kp)   &
201                        &                                      )                                                                   ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
202            END_3D
203         END DO
204         !
205         IF( ln_traldf_msc ) THEN                ! stabilizing vertical diffusivity coefficient
206            !
207            IF( ln_traldf_blp ) THEN                ! bilaplacian operator
208               DO_3D_OVR( nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, 2, jpkm1 )
209                  akz(ji,jj,jk) = 16._wp           &
210                     &   * ah_wslp2   (ji,jj,jk)   &
211                     &   * (  akz     (ji,jj,jk)   &
212                     &      + ah_wslp2(ji,jj,jk)   &
213                     &        / ( e3w (ji,jj,jk,Kmm) * e3w(ji,jj,jk,Kmm) )  )
214               END_3D
215            ELSEIF( ln_traldf_lap ) THEN              ! laplacian operator
216               DO_3D_OVR( nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, 2, jpkm1 )
217                  ze3w_2 = e3w(ji,jj,jk,Kmm) * e3w(ji,jj,jk,Kmm)
218                  zcoef0 = rDt * (  akz(ji,jj,jk) + ah_wslp2(ji,jj,jk) / ze3w_2  )
219                  akz(ji,jj,jk) = MAX( zcoef0 - 0.5_wp , 0._wp ) * ze3w_2 * r1_Dt
220               END_3D
221           ENDIF
222           !
223         ELSE                                    ! 33 flux set to zero with akz=ah_wslp2 ==>> computed in full implicit
224            DO_3D_OVR( nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, nn_hls-1, 1, jpk )
225               akz(ji,jj,jk) = ah_wslp2(ji,jj,jk)
226            END_3D
227         ENDIF
228         !
229         IF( ln_ldfeiv_dia .AND. cdtype == 'TRA' ) THEN
230            zpsi_uw(:,:,:) = 0._wp
231            zpsi_vw(:,:,:) = 0._wp
232
233            DO kp = 0, 1
234               DO_3D( 1, 0, 1, 0, 1, jpkm1 )
235                  ! round brackets added to fix the order of floating point operations
236                  ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
237                  zpsi_uw(ji,jj,jk+kp) = zpsi_uw(ji,jj,jk+kp)                                     &
238                     & + ( 0.25_wp * aeiu(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * triadi_g(ji,jj,jk,1,kp)        &
239                     &   + 0.25_wp * aeiu(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * triadi_g(ji+1,jj,jk,0,kp)      &
240                     &   )                                                                        ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
241                  zpsi_vw(ji,jj,jk+kp) = zpsi_vw(ji,jj,jk+kp)                                     &
242                     & + ( 0.25_wp * aeiv(ji,jj,jk) * e1v(ji,jj) * triadj_g(ji,jj,jk,1,kp)        &
243                     &   + 0.25_wp * aeiv(ji,jj,jk) * e1v(ji,jj) * triadj_g(ji,jj+1,jk,0,kp)      &
244                     &   )                                                                        ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
245               END_3D
246            END DO
247            CALL ldf_eiv_dia( CASTSP(zpsi_uw), CASTSP(zpsi_vw), Kmm )
248         ENDIF
249         !
250      ENDIF                                  !==  end 1st pass only  ==!
251      !
252      !                                                           ! ===========
253      DO jn = 1, kjpt                                             ! tracer loop
254         !                                                        ! ===========
255         ! Zero fluxes for each tracer
256!!gm  this should probably be done outside the jn loop
257         ztfw(:,:,:) = 0._wp
258         zftu(:,:,:) = 0._wp
259         zftv(:,:,:) = 0._wp
260         zdit(:,:,:) = 0._wp
261         zdjt(:,:,:) = 0._wp
262         !
263         DO_3D( iij, iij-1, iij, iij-1, 1, jpkm1 )    !==  before lateral T & S gradients at T-level jk  ==!
264            zdit(ji,jj,jk) = ( pt(ji+1,jj  ,jk,jn) - pt(ji,jj,jk,jn) ) * umask(ji,jj,jk)
265            zdjt(ji,jj,jk) = ( pt(ji  ,jj+1,jk,jn) - pt(ji,jj,jk,jn) ) * vmask(ji,jj,jk)
266         END_3D
267         IF( ln_zps .AND. l_grad_zps ) THEN    ! partial steps: correction at top/bottom ocean level
268            DO_2D( iij, iij-1, iij, iij-1 )                    ! bottom level
269               zdit(ji,jj,mbku(ji,jj)) = pgu(ji,jj,jn)
270               zdjt(ji,jj,mbkv(ji,jj)) = pgv(ji,jj,jn)
271            END_2D
272            IF( ln_isfcav ) THEN                   ! top level (ocean cavities only)
273               DO_2D( iij, iij-1, iij, iij-1 )
274                  IF( miku(ji,jj)  > 1 )   zdit(ji,jj,miku(ji,jj) ) = pgui(ji,jj,jn)
275                  IF( mikv(ji,jj)  > 1 )   zdjt(ji,jj,mikv(ji,jj) ) = pgvi(ji,jj,jn)
276               END_2D
277            ENDIF
278         ENDIF
279         !
280         !!----------------------------------------------------------------------
281         !!   II - horizontal trend  (full)
282         !!----------------------------------------------------------------------
283         !
284         DO jk = 1, jpkm1
285            !                    !==  Vertical tracer gradient at level jk and jk+1
286            DO_2D( iij, iij, iij, iij )
287               zdkt3d(ji,jj,1) = ( pt(ji,jj,jk,jn) - pt(ji,jj,jk+1,jn) ) * tmask(ji,jj,jk+1)
288            END_2D
289            !
290            !                    ! surface boundary condition: zdkt3d(jk=0)=zdkt3d(jk=1)
291            IF( jk == 1 ) THEN   ;   zdkt3d(:,:,0) = zdkt3d(:,:,1)
292            ELSE
293               DO_2D( iij, iij, iij, iij )
294                  zdkt3d(ji,jj,0) = ( pt(ji,jj,jk-1,jn) - pt(ji,jj,jk,jn) ) * tmask(ji,jj,jk)
295               END_2D
296            ENDIF
297            !
298            zaei_slp = 0._wp
299            zaei_slp_ip1 = 0._wp
300            zaei_slp_jp1 = 0._wp
301            zaei_slp1 = 0._wp
302            !
303            IF( ln_botmix_triad ) THEN
304               DO kp = 0, 1              !==  Horizontal & vertical fluxes
305                  DO_2D( iij, iij-1, iij, iij-1 )
306                     ze1ur = r1_e1u(ji,jj)
307                     zdxt  = zdit(ji,jj,jk) * ze1ur
308                     zdxt_ip1  = zdit(ji+1,jj,jk) * r1_e1u(ji+1,jj)
309                     ze3wr = 1._wp / e3w(ji,jj,jk+kp,Kmm)
310                     ze3wr_ip1 = 1._wp / e3w(ji+1,jj,jk+kp,Kmm)
311                     zdzt  = zdkt3d(ji,jj,kp) * ze3wr
312                     zdzt_ip1  = zdkt3d(ji+1,jj,kp) * ze3wr_ip1
313                     !
314                     zbu = 0.25_wp * e1e2u(ji,jj) * e3u(ji,jj,jk,Kmm)
315                     zbu_ip1 = 0.25_wp * e1e2u(ji+1,jj) * e3u(ji+1,jj,jk,Kmm)
316                     ! ln_botmix_triad is .T. don't mask zah for bottom half cells    !!gm ?????   ahu is masked....
317                     zah = pahu(ji,jj,jk)
318                     zah_ip1 = pahu(ji+1,jj,jk)
319                     zah_slp  = zah * triadi(ji,jj,jk,1,kp)
320                     zah_slp_ip1  = zah_ip1 * triadi(ji+1,jj,jk,1,kp)
321                     zah_slp1  = zah * triadi(ji+1,jj,jk,0,kp)
322                     IF( ln_ldfeiv )   THEN
323                        zaei_slp = aeiu(ji,jj,jk) * triadi_g(ji,jj,jk,1,kp)
324                        zaei_slp_ip1 = aeiu(ji+1,jj,jk) * triadi_g(ji+1,jj,jk,1,kp)
325                        zaei_slp1 = aeiu(ji,jj,jk) * triadi_g(ji+1,jj,jk,0,kp)
326                     ENDIF
327                     ! round brackets added to fix the order of floating point operations
328                     ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
329                     zftu(ji   ,jj,jk  ) =  zftu(ji   ,jj,jk )                                                               &
330                                         &    - ( ( zah * zdxt + ( zah_slp - zaei_slp ) * zdzt ) * zbu * ze1ur               &
331                                         &      + ( zah * zdxt + zah_slp1 * zdzt_ip1 - zaei_slp1 * zdzt_ip1 ) * zbu * ze1ur  &
332                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
333                     ztfw(ji+1,jj,jk+kp) =  ztfw(ji+1,jj,jk+kp)                                                              &
334                                         &    - ( (zah_slp_ip1 + zaei_slp_ip1) * zdxt_ip1 * zbu_ip1 * ze3wr_ip1              &
335                                         &      + ( zah_slp1 + zaei_slp1) * zdxt * zbu * ze3wr_ip1                           &
336                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
337                  END_2D
338               END DO
339               !
340               DO kp = 0, 1
341                  DO_2D( iij, iij-1, iij, iij-1 )
342                     ze2vr = r1_e2v(ji,jj)
343                     zdyt  = zdjt(ji,jj,jk) * ze2vr
344                     zdyt_jp1  = zdjt(ji,jj+1,jk) * r1_e2v(ji,jj+1)
345                     ze3wr = 1._wp / e3w(ji,jj,jk+kp,Kmm)
346                     ze3wr_jp1 = 1._wp / e3w(ji,jj+1,jk+kp,Kmm)
347                     zdzt  = zdkt3d(ji,jj,kp) * ze3wr
348                     zdzt_jp1  = zdkt3d(ji,jj+1,kp) * ze3wr_jp1
349                     zbv = 0.25_wp * e1e2v(ji,jj) * e3v(ji,jj,jk,Kmm)
350                     zbv_jp1 = 0.25_wp * e1e2v(ji,jj+1) * e3v(ji,jj+1,jk,Kmm)
351                     ! ln_botmix_triad is .T. don't mask zah for bottom half cells    !!gm ?????   ahu is masked....
352                     zah = pahv(ji,jj,jk)          ! pahv(ji,jj+jp,jk)  ????
353                     zah_jp1 = pahv(ji,jj+1,jk)
354                     zah_slp = zah * triadj(ji,jj,jk,1,kp)
355                     zah_slp1 = zah * triadj(ji,jj+1,jk,0,kp)
356                     zah_slp_jp1 = zah_jp1 * triadj(ji,jj+1,jk,1,kp)
357                     IF( ln_ldfeiv )   THEN
358                        zaei_slp = aeiv(ji,jj,jk) * triadj_g(ji,jj,jk,1,kp)
359                        zaei_slp_jp1 = aeiv(ji,jj+1,jk) * triadj_g(ji,jj+1,jk,1,kp)
360                        zaei_slp1 = aeiv(ji,jj,jk) * triadj_g(ji,jj+1,jk,0,kp)
361                     ENDIF
362                     ! round brackets added to fix the order of floating point operations
363                     ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
364                     zftv(ji,jj  ,jk   ) =  zftv(ji,jj  ,jk   )                                                              &
365                                         &    - ( ( zah * zdyt + ( zah_slp - zaei_slp ) * zdzt ) * zbv * ze2vr               &
366                                         &      + ( zah * zdyt + zah_slp1 * zdzt_jp1 - zaei_slp1 * zdzt_jp1 ) * zbv * ze2vr  &
367                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
368                     ztfw(ji,jj+1,jk+kp) =  ztfw(ji,jj+1,jk+kp)                                                              &
369                                         &    - ( ( zah_slp_jp1 + zaei_slp_jp1) * zdyt_jp1 * zbv_jp1 * ze3wr_jp1             &
370                                         &      + ( zah_slp1 + zaei_slp1) * zdyt * zbv * ze3wr_jp1                           &
371                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
372                  END_2D
373               END DO
374               !
375            ELSE
376               !
377               DO kp = 0, 1               !==  Horizontal & vertical fluxes
378                  DO_2D( iij, iij-1, iij, iij-1 )
379                     ze1ur = r1_e1u(ji,jj)
380                     zdxt  = zdit(ji,jj,jk) * ze1ur
381                     zdxt_ip1  = zdit(ji+1,jj,jk) * r1_e1u(ji+1,jj)
382                     ze3wr = 1._wp / e3w(ji,jj,jk+kp,Kmm)
383                     ze3wr_ip1 = 1._wp / e3w(ji+1,jj,jk+kp,Kmm)
384                     zdzt  = zdkt3d(ji,jj,kp) * ze3wr
385                     zdzt_ip1  = zdkt3d(ji+1,jj,kp) * ze3wr_ip1
386                     !
387                     zbu = 0.25_wp * e1e2u(ji,jj) * e3u(ji,jj,jk,Kmm)
388                     zbu_ip1 = 0.25_wp * e1e2u(ji+1,jj) * e3u(ji+1,jj,jk,Kmm)
389                     ! ln_botmix_triad is .F. mask zah for bottom half cells
390                     zah = pahu(ji,jj,jk) * umask(ji,jj,jk+kp)         ! pahu(ji+ip,jj,jk)   ===>>  ????
391                     zah_ip1 = pahu(ji+1,jj,jk) * umask(ji+1,jj,jk+kp)
392                     zah_slp  = zah * triadi(ji,jj,jk,1,kp)
393                     zah_slp_ip1  = zah_ip1 * triadi(ji+1,jj,jk,1,kp)
394                     zah_slp1  = zah * triadi(ji+1,jj,jk,0,kp)
395                     IF( ln_ldfeiv )   THEN
396                        zaei_slp = aeiu(ji,jj,jk) * triadi_g(ji,jj,jk,1,kp)
397                        zaei_slp_ip1 = aeiu(ji+1,jj,jk) * triadi_g(ji+1,jj,jk,1,kp)
398                        zaei_slp1 = aeiu(ji,jj,jk) * triadi_g(ji+1,jj,jk,0,kp)
399                     ENDIF
400                     ! round brackets added to fix the order of floating point operations
401                     ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
402                     zftu(ji   ,jj,jk  ) =  zftu(ji   ,jj,jk )                                                               &
403                                         &    - ( ( zah * zdxt + ( zah_slp - zaei_slp ) * zdzt ) * zbu * ze1ur               &
404                                         &      + ( zah * zdxt + zah_slp1 * zdzt_ip1 - zaei_slp1 * zdzt_ip1 ) * zbu * ze1ur  &
405                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
406                     ztfw(ji+1,jj,jk+kp) =  ztfw(ji+1,jj,jk+kp)                                                              &
407                                         &    - ( (zah_slp_ip1 + zaei_slp_ip1) * zdxt_ip1 * zbu_ip1 * ze3wr_ip1              &
408                                         &      + ( zah_slp1 + zaei_slp1) * zdxt * zbu * ze3wr_ip1                           &
409                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
410                  END_2D
411               END DO
412               !
413               DO kp = 0, 1
414                  DO_2D( iij, iij-1, iij, iij-1 )
415                     ze2vr = r1_e2v(ji,jj)
416                     zdyt  = zdjt(ji,jj,jk) * ze2vr
417                     zdyt_jp1  = zdjt(ji,jj+1,jk) * r1_e2v(ji,jj+1)
418                     ze3wr = 1._wp / e3w(ji,jj,jk+kp,Kmm)
419                     ze3wr_jp1 = 1._wp / e3w(ji,jj+1,jk+kp,Kmm)
420                     zdzt  = zdkt3d(ji,jj,kp) * ze3wr
421                     zdzt_jp1  = zdkt3d(ji,jj+1,kp) * ze3wr_jp1
422                     zbv = 0.25_wp * e1e2v(ji,jj) * e3v(ji,jj,jk,Kmm)
423                     zbv_jp1 = 0.25_wp * e1e2v(ji,jj+1) * e3v(ji,jj+1,jk,Kmm)
424                     ! ln_botmix_triad is .F. mask zah for bottom half cells
425                     zah = pahv(ji,jj,jk) * vmask(ji,jj,jk+kp)         ! pahv(ji,jj+jp,jk)  ????
426                     zah_jp1 = pahv(ji,jj+1,jk) * vmask(ji,jj+1,jk+kp)
427                     zah_slp = zah * triadj(ji,jj,jk,1,kp)
428                     zah_slp1 = zah * triadj(ji,jj+1,jk,0,kp)
429                     zah_slp_jp1 = zah_jp1 * triadj(ji,jj+1,jk,1,kp)
430                     IF( ln_ldfeiv )   THEN
431                        zaei_slp = aeiv(ji,jj,jk) * triadj_g(ji,jj,jk,1,kp)
432                        zaei_slp_jp1 = aeiv(ji,jj+1,jk) * triadj_g(ji,jj+1,jk,1,kp)
433                        zaei_slp1 = aeiv(ji,jj,jk) * triadj_g(ji,jj+1,jk,0,kp)
434                     ENDIF
435                     ! round brackets added to fix the order of floating point operations
436                     ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
437                     zftv(ji,jj  ,jk   ) =  zftv(ji,jj  ,jk   )                                                              &
438                                         &    - ( ( zah * zdyt + ( zah_slp - zaei_slp ) * zdzt ) * zbv * ze2vr               &
439                                         &      + ( zah * zdyt + zah_slp1 * zdzt_jp1 - zaei_slp1 * zdzt_jp1 ) * zbv * ze2vr  &
440                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
441                     ztfw(ji,jj+1,jk+kp) =  ztfw(ji,jj+1,jk+kp)                                                              &
442                                         &    - ( ( zah_slp_jp1 + zaei_slp_jp1) * zdyt_jp1 * zbv_jp1 * ze3wr_jp1             &
443                                         &      + ( zah_slp1 + zaei_slp1) * zdyt * zbv * ze3wr_jp1                           &
444                                         &      )                                                                            ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
445                  END_2D
446               END DO
447            ENDIF
448            !                             !==  horizontal divergence and add to the general trend  ==!
449            DO_2D( iij-1, iij-1, iij-1, iij-1 )
450               ! round brackets added to fix the order of floating point operations
451               ! needed to ensure halo 1 - halo 2 compatibility
452               pt_rhs(ji,jj,jk,jn) = pt_rhs(ji,jj,jk,jn)                                                &
453                  &                       + zsign * ( ( zftu(ji-1,jj  ,jk) - zftu(ji,jj,jk)             &
454                  &                                   )                                                 & ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
455                  &                                 + ( zftv(ji,jj-1,jk) - zftv(ji,jj,jk)               &
456                  &                                   )                                                 & ! bracket for halo 1 - halo 2 compatibility
457                  &                                 ) / (  e1e2t(ji,jj) * e3t(ji,jj,jk,Kmm)  )
458            END_2D
459            !
460         END DO
461         !
462         !                                !==  add the vertical 33 flux  ==!
463         IF( ln_traldf_lap ) THEN               ! laplacian case: eddy coef = ah_wslp2 - akz
464            DO_3D( iij-1, iij-1, iij-1, iij-1, 2, jpkm1 )
465               ztfw(ji,jj,jk) = ztfw(ji,jj,jk) - e1e2t(ji,jj) / e3w(ji,jj,jk,Kmm) * tmask(ji,jj,jk)   &
466                  &                            * ( ah_wslp2(ji,jj,jk) - akz(ji,jj,jk) )             &
467                  &                            * (  pt(ji,jj,jk-1,jn) - pt(ji,jj,jk,jn) )
468            END_3D
469         ELSE                                   ! bilaplacian
470            SELECT CASE( kpass )
471            CASE(  1  )                            ! 1st pass : eddy coef = ah_wslp2
472               DO_3D( iij-1, iij-1, iij-1, iij-1, 2, jpkm1 )
473                  ztfw(ji,jj,jk) = ztfw(ji,jj,jk) - e1e2t(ji,jj) / e3w(ji,jj,jk,Kmm) * tmask(ji,jj,jk)             &
474                     &                            * ah_wslp2(ji,jj,jk) * ( pt(ji,jj,jk-1,jn) - pt(ji,jj,jk,jn) )
475               END_3D
476            CASE(  2  )                            ! 2nd pass : eddy flux = ah_wslp2 and akz applied on pt  and pt2 gradients, resp.
477               DO_3D( 0, 0, 0, 0, 2, jpkm1 )
478                  ztfw(ji,jj,jk) = ztfw(ji,jj,jk) - e1e2t(ji,jj) / e3w(ji,jj,jk,Kmm) * tmask(ji,jj,jk)                      &
479                     &                            * (  ah_wslp2(ji,jj,jk) * ( pt (ji,jj,jk-1,jn) - pt (ji,jj,jk,jn) )   &
480                     &                               + akz     (ji,jj,jk) * ( pt2(ji,jj,jk-1,jn) - pt2(ji,jj,jk,jn) )   )
481               END_3D
482            END SELECT
483         ENDIF
484         !
485         DO_3D( iij-1, iij-1, iij-1, iij-1, 1, jpkm1 )      !==  Divergence of vertical fluxes added to pta  ==!
486            pt_rhs(ji,jj,jk,jn) = pt_rhs(ji,jj,jk,jn)    &
487            &                                  + zsign * (  ztfw(ji,jj,jk+1) - ztfw(ji,jj,jk)  )   &
488               &                                              / ( e1e2t(ji,jj) * e3t(ji,jj,jk,Kmm) )
489         END_3D
490         !
491         IF( ( kpass == 1 .AND. ln_traldf_lap ) .OR.  &     !==  first pass only (  laplacian)  ==!
492             ( kpass == 2 .AND. ln_traldf_blp ) ) THEN      !==  2nd   pass      (bilaplacian)  ==!
493            !
494            !                          ! "Poleward" diffusive heat or salt transports (T-S case only)
495            IF( l_ptr )  CALL dia_ptr_hst( jn, 'ldf', zftv(:,:,:)  )
496            !                          ! Diffusive heat transports
497            IF( l_hst )  CALL dia_ar5_hst( jn, 'ldf', zftu(:,:,:), zftv(:,:,:) )
498            !
499         ENDIF                                                    !== end pass selection  ==!
500         !
501         !                                                        ! ===============
502      END DO                                                      ! end tracer loop
503      !                                                           ! ===============
504   END SUBROUTINE tra_ldf_triad_t
505
506   !!==============================================================================
507END MODULE traldf_triad
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.