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.
Changeset 455 for trunk/NEMO/OPA_SRC/DYN/dynhpg.F90 – NEMO

Ignore:
Timestamp:
2006-05-10T18:53:54+02:00 (18 years ago)
Author:
opalod
Message:

nemo_v1_update_048:RB: reorganization of dynamics part, in addition change atsk to jki, suppress dynhpg_atsk.F90 dynzdf_imp_atsk.F90 dynzdf_iso.F90

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • trunk/NEMO/OPA_SRC/DYN/dynhpg.F90

    r359 r455  
    66 
    77   !!---------------------------------------------------------------------- 
    8    !!   dyn_hpg      : update the momentum trend with the horizontal 
     8   !!   dyn_hpg      : update the momentum trend with the now horizontal 
    99   !!                  gradient of the hydrostatic pressure 
    10    !! 
    11    !!   default case : use of 3D work arrays (vector opt. available) 
    12    !!   key_s_coord       : s-coordinate 
    13    !!   key_partial_steps : z-coordinate with partial steps 
    14    !!   default key       : z-coordinate 
     10   !!                  default case : k-j-i loops (vector opt. available) 
     11   !!       hpg_ctl  : initialisation and control of options 
     12   !!       hpg_zco  : z-coordinate scheme 
     13   !!       hpg_zps  : z-coordinate plus partial steps (interpolation) 
     14   !!       hpg_sco  : s-coordinate (standard jacobian formulation) 
     15   !!       hpg_hel  : s-coordinate (helsinki modification) 
     16   !!       hpg_wdj  : s-coordinate (weighted density jacobian) 
     17   !!       hpg_djc  : s-coordinate (Density Jacobian with Cubic polynomial) 
     18   !!       hpg_rot  : s-coordinate (ROTated axes scheme) 
    1519   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1620   !! * Modules used 
    1721   USE oce             ! ocean dynamics and tracers 
    1822   USE dom_oce         ! ocean space and time domain 
     23   USE dynhpg_jki      ! 
    1924   USE phycst          ! physical constants 
    2025   USE in_out_manager  ! I/O manager 
     
    2227   USE trdmod_oce      ! ocean variables trends 
    2328   USE prtctl          ! Print control 
     29   USE lbclnk          ! lateral boundary condition  
    2430 
    2531   IMPLICIT NONE 
     
    2834   !! * Accessibility 
    2935   PUBLIC dyn_hpg                ! routine called by step.F90 
     36 
     37#if defined key_mpp_omp 
     38   !!---------------------------------------------------------------------- 
     39   !!   'key_mpp_omp' :                                 j-k-i loop (j-slab) 
     40   !!---------------------------------------------------------------------- 
     41   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_dynhpg_jki = .TRUE.    !: OpenMP hpg flag 
     42   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_dynhpg     = .FALSE.   !: vector hpg flag 
     43#else 
     44   !!---------------------------------------------------------------------- 
     45   !!   default case :                             k-j-i loop (vector opt.) 
     46   !!----------------------------------------------------------------------    
     47   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_dynhpg_jki = .FALSE.   !: OpenMP hpg flag 
     48   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_dynhpg     = .TRUE.    !: vector hpg flag 
     49#endif 
     50 
     51   !! * Share module variables 
     52   LOGICAL  ::               & !!! ** nam_dynhpg **   hpg flags 
     53      ln_hpg_zco = .TRUE. ,  &  ! z-coordinate - full steps 
     54      ln_hpg_zps = .FALSE.,  &  ! z-coordinate - partial steps (interpolation) 
     55      ln_hpg_sco = .FALSE.,  &  ! s-coordinate (standard jacobian formulation) 
     56      ln_hpg_hel = .FALSE.,  &  ! s-coordinate (helsinki modification) 
     57      ln_hpg_wdj = .FALSE.,  &  ! s-coordinate (weighted density jacobian) 
     58      ln_hpg_djc = .FALSE.,  &  ! s-coordinate (Density Jacobian with Cubic polynomial) 
     59      ln_hpg_rot = .FALSE.      ! s-coordinate (ROTated axes scheme) 
     60 
     61   REAL(wp) ::               & !!! ** nam_dynhpg **  
     62      gamm = 0.e0               ! weighting coefficient 
     63 
     64   INTEGER  ::               &  !  
     65      nhpg  =  0                 ! = 0 to 6, type of pressure gradient scheme used 
     66      !                         ! (deduced from ln_hpg_... flags) 
    3067 
    3168   !! * Substitutions 
     
    4077CONTAINS 
    4178 
    42 #if defined key_s_coord 
    43    !!---------------------------------------------------------------------- 
    44    !!   'key_s_coord' :                                        s-coordinate 
    45    !!----------------------------------------------------------------------    
    46  
    4779   SUBROUTINE dyn_hpg( kt ) 
    4880      !!--------------------------------------------------------------------- 
    4981      !!                  ***  ROUTINE dyn_hpg  *** 
    5082      !! 
    51       !! ** Purpose :   Compute the now momentum trend due to the hor. gradient 
    52       !!      of the hydrostatic pressure. Add it to the general momentum trend. 
    53       !! 
    54       !! ** Method  :   The now hydrostatic pressure gradient at a given level 
    55       !!      jk is computed by taking the vertical integral of the in-situ  
    56       !!      density gradient along the model level from the suface to that  
    57       !!      level. s-coordinates ('key_s_coord'): a corrective term is added 
    58       !!      to the horizontal pressure gradient : 
    59       !!         zhpi = grav .....  + 1/e1u mi(rhd) di[ grav dep3w ] 
    60       !!         zhpj = grav .....  + 1/e2v mj(rhd) dj[ grav dep3w ] 
     83      !! ** Method  :   Call the hydrostatic pressure gradient routine  
     84      !!      using the scheme defined in the namelist (nhpg parameter) 
     85      !!    
     86      !! ** Action : - Update (ua,va) with the now hydrastatic pressure trend 
     87      !!             - Save the trend (l_trddyn=T) 
     88      !!             - Control print  (ln_ctl) 
     89      !! 
     90      !! History : 
     91      !!   9.0  !  05-10  (A. Beckmann, G. Madec) various s-coordinate options 
     92      !!---------------------------------------------------------------------- 
     93      !! * Arguments 
     94      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
     95 
     96      !! * local declarations 
     97      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   & 
     98         ztrdu, ztrdv                         ! 3D temporary workspace 
     99      !!---------------------------------------------------------------------- 
     100    
     101      IF( kt == nit000 )   CALL hpg_ctl      ! initialisation & control of options 
     102 
     103      ! Temporary saving of ua and va trends (l_trddyn) 
     104      IF( l_trddyn )   THEN 
     105         ztrdu(:,:,:) = ua(:,:,:)   
     106         ztrdv(:,:,:) = va(:,:,:)  
     107      ENDIF       
     108 
     109      SELECT CASE ( nhpg )      ! Hydrastatic pressure gradient computation 
     110      CASE ( 0 )                  ! z-coordinate  
     111         CALL hpg_zco( kt ) 
     112      CASE ( 1 )                  ! z-coordinate plus partial steps (interpolation) 
     113         CALL hpg_zps( kt ) 
     114      CASE ( 2 )                  ! s-coordinate (standard jacobian formulation) 
     115         CALL hpg_sco( kt ) 
     116      CASE ( 3 )                  ! s-coordinate (helsinki modification) 
     117         CALL hpg_hel( kt ) 
     118      CASE ( 4 )                  ! s-coordinate (weighted density jacobian) 
     119         CALL hpg_wdj( kt ) 
     120      CASE ( 5 )                  ! s-coordinate (Density Jacobian with Cubic polynomial) 
     121         CALL hpg_djc( kt ) 
     122      CASE ( 6 )                  ! s-coordinate (ROTated axes scheme) 
     123         CALL hpg_rot( kt ) 
     124      CASE ( 10 )                  ! z-coordinate 
     125         CALL hpg_zco_jki( kt ) 
     126      CASE ( 11 )                  ! z-coordinate plus partial steps (interpolation) 
     127         CALL hpg_zps_jki( kt ) 
     128      CASE ( 12 )                  ! s-coordinate (standard jacobian formulation) 
     129         CALL hpg_sco_jki( kt ) 
     130      END SELECT 
     131 
     132      ! save the hydrostatic pressure gradient trends for momentum trend diagnostics 
     133      IF( l_trddyn )   THEN 
     134         ztrdu(:,:,:) = ua(:,:,:) - ztrdu(:,:,:) 
     135         ztrdv(:,:,:) = va(:,:,:) - ztrdv(:,:,:) 
     136         CALL trd_mod( ztrdu, ztrdv, jpdtdhpg, 'DYN', kt ) 
     137      ENDIF           
     138       
     139      IF(ln_ctl) THEN         ! print sum trends (used for debugging) 
     140         CALL prt_ctl( tab3d_1=ua, clinfo1=' hpg  - Ua: ', mask1=umask, & 
     141            &          tab3d_2=va, clinfo2=       ' Va: ', mask2=vmask, clinfo3='dyn' ) 
     142      ENDIF 
     143       
     144   END SUBROUTINE dyn_hpg 
     145 
     146 
     147   SUBROUTINE hpg_ctl 
     148      !!---------------------------------------------------------------------- 
     149      !!                 ***  ROUTINE hpg_ctl  *** 
     150      !! 
     151      !! ** Purpose :   initializations for the hydrostatic pressure gradient 
     152      !!              computation and consistency control 
     153      !! 
     154      !! ** Action  :   Read the namelist namdynhpg and check the consistency 
     155      !!      with the type of vertical coordinate used (zco, zps, sco) 
     156      !! 
     157      !! History : 
     158      !!   9.0  !  05-10  (A. Beckmann)  Original code 
     159      !!---------------------------------------------------------------------- 
     160      INTEGER ::   ioptio = 0      ! temporary integer 
     161 
     162      NAMELIST/nam_dynhpg/ ln_hpg_zco, ln_hpg_zps, ln_hpg_sco,               & 
     163         &                 ln_hpg_hel, ln_hpg_wdj, ln_hpg_djc, ln_hpg_rot,   & 
     164         &                 gamm 
     165      !!---------------------------------------------------------------------- 
     166 
     167      ! Read Namelist nam_dynhpg : pressure gradient calculation options 
     168      REWIND ( numnam ) 
     169      READ   ( numnam, nam_dynhpg ) 
     170 
     171      ! Control print 
     172      IF(lwp) THEN 
     173         WRITE(numout,*) 
     174         WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_ctl : hydrostatic pressure gradient control' 
     175         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~' 
     176         WRITE(numout,*) '       Namelist nam_dynhpg : choice of hpg scheme' 
     177         WRITE(numout,*) '          z-coord. - full steps                          ln_hpg_zco = ', ln_hpg_zco 
     178         WRITE(numout,*) '          z-coord. - partial steps (interpolation)       ln_hpg_zps = ', ln_hpg_zps 
     179         WRITE(numout,*) '          s-coord. (standard jacobian formulation)       ln_hpg_sco = ', ln_hpg_sco 
     180         WRITE(numout,*) '          s-coord. (helsinki modification)               ln_hpg_hel = ', ln_hpg_hel 
     181         WRITE(numout,*) '          s-coord. (weighted density jacobian)           ln_hpg_wdj = ', ln_hpg_wdj 
     182         WRITE(numout,*) '          s-coord. (Density Jacobian: Cubic polynomial)  ln_hpg_djc = ', ln_hpg_djc 
     183         WRITE(numout,*) '          s-coord. (ROTated axes scheme)                 ln_hpg_rot = ', ln_hpg_rot 
     184         WRITE(numout,*) '          weighting coeff. (wdj scheme)                     gamm       = ', gamm 
     185      ENDIF 
     186 
     187      ! set nhpg from ln_hpg_... flags 
     188      IF( ln_hpg_zco )   nhpg = 0 
     189      IF( ln_hpg_zps )   nhpg = 1 
     190      IF( ln_hpg_sco )   nhpg = 2 
     191      IF( ln_hpg_hel )   nhpg = 3 
     192      IF( ln_hpg_wdj )   nhpg = 4 
     193      IF( ln_hpg_djc )   nhpg = 5 
     194      IF( ln_hpg_rot )   nhpg = 6 
     195 
     196      ! Consitency check 
     197      ioptio = 0  
     198      IF( ln_hpg_zco )   ioptio = ioptio + 1 
     199      IF( ln_hpg_zps )   ioptio = ioptio + 1 
     200      IF( ln_hpg_sco )   ioptio = ioptio + 1 
     201      IF( ln_hpg_hel )   ioptio = ioptio + 1 
     202      IF( ln_hpg_wdj )   ioptio = ioptio + 1 
     203      IF( ln_hpg_djc )   ioptio = ioptio + 1 
     204      IF( ln_hpg_rot )   ioptio = ioptio + 1 
     205      IF ( ioptio > 1 ) THEN 
     206          IF(lwp) WRITE(numout,cform_err) 
     207          IF(lwp) WRITE(numout,*) ' several hydrostatic pressure gradient options used' 
     208          nstop = nstop + 1 
     209      ENDIF 
     210 
     211      IF( lk_dynhpg_jki ) THEN 
     212         nhpg = nhpg + 10 
     213         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
     214         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          Autotasking or OPENMP: use j-k-i loops (i.e. _jki routines)' 
     215      ENDIF 
     216 
     217   END SUBROUTINE hpg_ctl 
     218 
     219 
     220   SUBROUTINE hpg_zco( kt ) 
     221      !!--------------------------------------------------------------------- 
     222      !!                  ***  ROUTINE hpg_zco  *** 
     223      !! 
     224      !! ** Method  :   z-coordinate case, levels are horizontal surfaces. 
     225      !!      The now hydrostatic pressure gradient at a given level, jk, 
     226      !!      is computed by taking the vertical integral of the in-situ 
     227      !!      density gradient along the model level from the suface to that 
     228      !!      level:    zhpi = grav ..... 
     229      !!                zhpj = grav ..... 
    61230      !!      add it to the general momentum trend (ua,va). 
    62       !!         ua = ua - 1/e1u * zhpi 
    63       !!         va = va - 1/e2v * zhpj 
    64       !! 
     231      !!            ua = ua - 1/e1u * zhpi 
     232      !!            va = va - 1/e2v * zhpj 
     233      !!  
    65234      !! ** Action : - Update (ua,va) with the now hydrastatic pressure trend 
    66       !!             - Save the trend in (utrd,vtrd) ('key_trddyn') 
    67235      !! 
    68236      !! History : 
    69       !!   1.0  !  87-09  (P. Andrich, m.-a. Foujols)  Original code 
    70       !!        !  91-11  (G. Madec) 
    71       !!        !  96-01  (G. Madec)  s-coordinates 
    72       !!        !  97-05  (G. Madec)  split dynber into dynkeg and dynhpg 
    73       !!   8.5  !  02-08  (G. Madec)  F90: Free form and module, vector opt. 
    74       !!   9.0  !  04-08  (C. Talandier) New trends organization 
     237      !!   1.0  !  87-09  (P. Andrich, M.-A. Foujols)  Original code 
     238      !!   5.0  !  91-11  (G. Madec) 
     239      !!   7.0  !  96-01  (G. Madec) 
     240      !!   8.0  !  97-05  (G. Madec)  split dynber into dynkeg and dynhpg 
     241      !!   8.5  !  02-07  (G. Madec)  F90: Free form and module 
    75242      !!---------------------------------------------------------------------- 
    76243      !! * modules used 
    77244      USE oce, ONLY :   zhpi => ta,  &  ! use ta as 3D workspace 
    78245         &              zhpj => sa      ! use sa as 3D workspace 
    79  
     246       
    80247      !! * Arguments 
    81248      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
    82249       
    83       !! * Local declarations 
     250      !! * local declarations 
    84251      INTEGER ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices 
    85       REAL(wp) ::   & 
    86          zcoef0, zcoef1, zuap, zvap     ! temporary scalars 
    87       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   & 
    88          ztdua, ztdva                   ! temporary scalars 
    89       !!---------------------------------------------------------------------- 
    90  
     252      REAL(wp) ::   &    
     253         zcoef0, zcoef1                 ! temporary scalars 
     254      !!---------------------------------------------------------------------- 
     255       
    91256      IF( kt == nit000 ) THEN 
    92257         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
    93          IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_hpg : hydrostatic pressure gradient trend' 
    94          IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~   s-coordinate case, vector opt. case' 
     258         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_zco : hydrostatic pressure gradient trend' 
     259         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   z-coordinate case ' 
    95260      ENDIF 
    96  
    97       ! Save ua and va trends 
    98       IF( l_trddyn )   THEN 
    99          ztdua(:,:,:) = ua(:,:,:)  
    100          ztdva(:,:,:) = va(:,:,:)  
    101       ENDIF 
    102  
    103       ! 0. Local constant initialization 
    104       ! -------------------------------- 
     261       
     262       
     263      ! Local constant initialization  
     264      ! ----------------------------- 
    105265      zcoef0 = - grav * 0.5 
    106       zuap   = 0.e0 
    107       zvap   = 0.e0 
    108  
    109       ! 1. Surface value 
    110       ! ---------------- 
    111       DO jj = 2, jpjm1 
    112          DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
    113             ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
    114             zhpi(ji,jj,1) = zcoef0 / e1u(ji,jj)   & 
    115                        * ( fse3w(ji+1,jj,1) * rhd(ji+1,jj,1) - fse3w(ji,jj,1) * rhd(ji,jj,1)  ) 
    116             zhpj(ji,jj,1) = zcoef0 / e2v(ji,jj)   & 
    117                        * ( fse3w(ji,jj+1,1) * rhd(ji,jj+1,1) - fse3w(ji,jj,1) * rhd(ji,jj,1)  ) 
    118             ! s-coordinate pressure gradient correction 
    119             zuap = -zcoef0 * ( rhd(ji+1,jj,1) + rhd(ji,jj,1) )   & 
    120                  * ( fsde3w(ji+1,jj,1) - fsde3w(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
    121             zvap = -zcoef0 * ( rhd(ji,jj+1,1) + rhd(ji,jj,1) )   & 
    122                  * ( fsde3w(ji,jj+1,1) - fsde3w(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
    123             ! add to the general momentum trend 
    124             ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zhpi(ji,jj,1) + zuap 
    125             va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zhpj(ji,jj,1) + zvap 
    126          END DO   
    127       END DO   
    128  
    129       ! 2. interior value (2=<jk=<jpkm1) 
    130       ! ----------------- 
    131       DO jk = 2, jpkm1 
    132          DO jj = 2, jpjm1  
    133             DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
    134                ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
    135                zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1) + zcoef0 / e1u(ji,jj)   & 
    136                   &           * ( fse3w(ji+1,jj,jk) * ( rhd(ji+1,jj,jk) + rhd(ji+1,jj,jk-1) )   & 
    137                   &              -fse3w(ji  ,jj,jk) * ( rhd(ji  ,jj,jk) + rhd(ji  ,jj,jk-1) )  ) 
    138                zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1) + zcoef0 / e2v(ji,jj)   & 
    139                   &           * ( fse3w(ji,jj+1,jk) * ( rhd(ji,jj+1,jk) + rhd(ji,jj+1,jk-1) )   & 
    140                   &              -fse3w(ji,jj  ,jk) * ( rhd(ji,jj,  jk) + rhd(ji,jj  ,jk-1) )  ) 
    141                ! s-coordinate pressure gradient correction  
    142                zuap = -zcoef0 * ( rhd(ji+1,jj  ,jk) + rhd(ji,jj,jk) )   & 
    143                     * ( fsde3w(ji+1,jj,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) ) / e1u(ji,jj) 
    144                zvap = -zcoef0 * ( rhd(ji  ,jj+1,jk) + rhd(ji,jj,jk) )   & 
    145                     * ( fsde3w(ji,jj+1,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) ) / e2v(ji,jj) 
    146                ! add to the general momentum trend 
    147                ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zhpi(ji,jj,jk) + zuap 
    148                va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zhpj(ji,jj,jk) + zvap 
    149             END DO 
    150          END DO 
    151       END DO 
    152  
    153       ! save the hydrostatic pressure gradient trends for diagnostic 
    154       ! momentum trends 
    155       IF( l_trddyn )   THEN 
    156          zhpi(:,:,:) = ua(:,:,:) - ztdua(:,:,:) 
    157          zhpj(:,:,:) = va(:,:,:) - ztdva(:,:,:) 
    158          CALL trd_mod(zhpi, zhpj, jpdtdhpg, 'DYN', kt) 
    159       ENDIF 
    160  
    161       IF(ln_ctl) THEN         ! print sum trends (used for debugging) 
    162          CALL prt_ctl(tab3d_1=ua, clinfo1=' hpg  - Ua: ', mask1=umask, & 
    163             &         tab3d_2=va, clinfo2=' Va: ', mask2=vmask, clinfo3='dyn') 
    164       ENDIF 
    165  
    166    END SUBROUTINE dyn_hpg 
    167  
    168 #elif defined key_partial_steps 
    169    !!--------------------------------------------------------------------- 
    170    !!   'key_partial_steps'                     z-coordinate partial steps 
    171    !!--------------------------------------------------------------------- 
    172  
    173    SUBROUTINE dyn_hpg( kt ) 
    174       !!--------------------------------------------------------------------- 
    175       !!                 ***  ROUTINE dyn_hpg  *** 
    176       !!                     
    177       !! ** Purpose :   Compute the now momentum trend due to the horizontal  
    178       !!      gradient of the hydrostatic pressure. Add it to the general 
    179       !!      momentum trend. 
    180       !! 
    181       !! ** Method  :   The now hydrostatic pressure gradient at a given level  
    182       !!      jk is computed by taking the vertical integral of the in-situ  
    183       !!      density gradient along the model level from the suface to that 
    184       !!      level:   zhpi = grav ..... 
    185       !!               zhpj = grav ..... 
    186       !!      add it to the general momentum trend (ua,va). 
    187       !!            ua = ua - 1/e1u * zhpi 
    188       !!            va = va - 1/e2v * zhpj 
    189       !! 
    190       !! ** Action  : - Update (ua,va) with the now hydrastatic pressure trend 
    191       !!              - Save the trend in (utrd,vtrd) ('key_trddyn') 
    192       !! 
    193       !! History : 
    194       !!   8.5  !  02-08  (A. Bozec)  Original code 
    195       !!---------------------------------------------------------------------- 
    196       !! * modules used 
    197       USE oce, ONLY :   zhpi => ta,  &  ! use ta as 3D workspace 
    198          &              zhpj => sa      ! use sa as 3D workspace 
    199  
    200       !! * Arguments 
    201       INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
    202  
    203       !! * local declarations 
    204       INTEGER ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices 
    205       INTEGER ::   iku, ikv             ! temporary integers 
    206       REAL(wp) ::   & 
    207          zcoef0, zcoef1, zuap,       &  ! temporary scalars 
    208          zcoef2, zcoef3, zvap           !    "         " 
    209       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   & 
    210          ztdua, ztdva                   ! temporary scalars 
    211       !!---------------------------------------------------------------------- 
    212  
    213       IF( kt == nit000 ) THEN 
    214          IF(lwp) WRITE(numout,*) 
    215          IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_hpg : hydrostatic pressure gradient trend' 
    216          IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~   z-coordinate with partial steps' 
    217          IF(lwp) WRITE(numout,*) '          vector optimization, no autotasking' 
    218       ENDIF 
    219  
    220       ! Save ua and va trends 
    221       IF( l_trddyn )   THEN 
    222          ztdua(:,:,:) = ua(:,:,:)  
    223          ztdva(:,:,:) = va(:,:,:)  
    224       ENDIF 
    225  
    226       ! 0. Local constant initialization 
    227       ! -------------------------------- 
    228       zcoef0 = - grav * 0.5 
    229       zuap   = 0.e0 
    230       zvap   = 0.e0 
    231  
    232       ! 1. Surface value 
    233       ! ---------------- 
     266 
     267      ! Surface value 
     268      ! ------------- 
    234269      DO jj = 2, jpjm1 
    235270         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     
    244279      END DO 
    245280 
     281      ! interior value (2=<jk=<jpkm1) 
     282      ! -------------- 
     283      DO jk = 2, jpkm1 
     284         DO jj = 2, jpjm1 
     285            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     286               zcoef1 = zcoef0 * fse3w(ji,jj,jk) 
     287               ! hydrostatic pressure gradient 
     288               zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1)   & 
     289                  &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji+1,jj,jk)+rhd(ji+1,jj,jk-1) )   & 
     290                  &                       - ( rhd(ji  ,jj,jk)+rhd(ji  ,jj,jk-1) )  ) / e1u(ji,jj) 
     291 
     292               zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1)   & 
     293                  &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji,jj+1,jk)+rhd(ji,jj+1,jk-1) )   & 
     294                  &                       - ( rhd(ji,jj,  jk)+rhd(ji,jj  ,jk-1) )  ) / e2v(ji,jj) 
     295               ! add to the general momentum trend 
     296               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zhpi(ji,jj,jk) 
     297               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zhpj(ji,jj,jk) 
     298            END DO 
     299         END DO 
     300      END DO 
     301 
     302   END SUBROUTINE hpg_zco 
     303 
     304 
     305   SUBROUTINE hpg_zps( kt ) 
     306      !!--------------------------------------------------------------------- 
     307      !!                 ***  ROUTINE hpg_zps  *** 
     308      !!                     
     309      !! ** Method  :   z-coordinate plus partial steps case.  blahblah... 
     310      !!  
     311      !! ** Action  : - Update (ua,va) with the now hydrastatic pressure trend 
     312      !!     
     313      !! History : 
     314      !!   8.5  !  02-08  (A. Bozec)  Original code 
     315      !!   9.0  !  04-08  (G. Madec)  F90 
     316      !!----------------------------------------------------------------------  
     317      !! * modules used                                  
     318      USE oce, ONLY :   zhpi => ta,  &  ! use ta as 3D workspace 
     319         &              zhpj => sa      ! use sa as 3D workspace 
     320                
     321      !! * Arguments 
     322      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
     323 
     324      !! * local declarations 
     325      INTEGER ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices 
     326      INTEGER ::   iku, ikv             ! temporary integers 
     327      REAL(wp) ::   & 
     328         zcoef0, zcoef1,             &  ! temporary scalars 
     329         zcoef2, zcoef3                 !    "         " 
     330      !!---------------------------------------------------------------------- 
     331 
     332      IF( kt == nit000 ) THEN 
     333         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
     334         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_zps : hydrostatic pressure gradient trend' 
     335         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   z-coordinate with partial steps' 
     336         IF(lwp) WRITE(numout,*) '              vector optimization' 
     337      ENDIF 
     338 
     339 
     340      ! 0. Local constant initialization 
     341      ! -------------------------------- 
     342      zcoef0 = - grav * 0.5 
     343 
     344      ! 1. Surface value 
     345      ! ---------------- 
     346      DO jj = 2, jpjm1 
     347         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     348            zcoef1 = zcoef0 * fse3w(ji,jj,1) 
     349            ! hydrostatic pressure gradient 
     350            zhpi(ji,jj,1) = zcoef1 * ( rhd(ji+1,jj  ,1) - rhd(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
     351            zhpj(ji,jj,1) = zcoef1 * ( rhd(ji  ,jj+1,1) - rhd(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
     352            ! add to the general momentum trend 
     353            ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zhpi(ji,jj,1) 
     354            va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zhpj(ji,jj,1) 
     355         END DO 
     356      END DO 
     357 
    246358      ! 2. interior value (2=<jk=<jpkm1) 
    247359      ! ----------------- 
     
    252364               ! hydrostatic pressure gradient 
    253365               zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1)   & 
    254                   &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji+1,jj,jk)+rhd(ji+1,jj,jk-1) )   & 
    255                   &                       - ( rhd(ji  ,jj,jk)+rhd(ji  ,jj,jk-1) )  ) / e1u(ji,jj) 
     366                  &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji+1,jj,jk) + rhd(ji+1,jj,jk-1) )   & 
     367                  &                       - ( rhd(ji  ,jj,jk) + rhd(ji  ,jj,jk-1) )  ) / e1u(ji,jj) 
    256368 
    257369               zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1)   & 
    258                   &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji,jj+1,jk)+rhd(ji,jj+1,jk-1) )   & 
    259                   &                       - ( rhd(ji,jj,  jk)+rhd(ji,jj  ,jk-1) )  ) / e2v(ji,jj) 
     370                  &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji,jj+1,jk) + rhd(ji,jj+1,jk-1) )   & 
     371                  &                       - ( rhd(ji,jj,  jk) + rhd(ji,jj  ,jk-1) )  ) / e2v(ji,jj) 
    260372               ! add to the general momentum trend 
    261373               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zhpi(ji,jj,jk) 
    262374               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zhpj(ji,jj,jk) 
    263             END DO  
     375            END DO 
    264376         END DO 
    265377      END DO 
     
    279391            ! on i-direction 
    280392            IF ( iku > 2 ) THEN 
    281                ! subtract old value   
     393               ! subtract old value 
    282394               ua(ji,jj,iku) = ua(ji,jj,iku) - zhpi(ji,jj,iku) 
    283                ! compute the new one    
     395               ! compute the new one 
    284396               zhpi (ji,jj,iku) = zhpi(ji,jj,iku-1)   & 
    285397                  + zcoef2 * ( rhd(ji+1,jj,iku-1) - rhd(ji,jj,iku-1) + gru(ji,jj) ) / e1u(ji,jj) 
     
    289401            ! on j-direction 
    290402            IF ( ikv > 2 ) THEN 
    291                ! subtract old value   
     403               ! subtract old value 
    292404               va(ji,jj,ikv) = va(ji,jj,ikv) - zhpj(ji,jj,ikv) 
    293                ! compute the new one    
     405               ! compute the new one 
    294406               zhpj (ji,jj,ikv) = zhpj(ji,jj,ikv-1)   & 
    295407                  + zcoef3 * ( rhd(ji,jj+1,ikv-1) - rhd(ji,jj,ikv-1) + grv(ji,jj) ) / e2v(ji,jj) 
     
    302414      END DO 
    303415 
    304       ! save the hydrostatic pressure gradient trends for diagnostic 
    305       ! momentum trends 
    306       IF( l_trddyn )   THEN 
    307          zhpi(:,:,:) = ua(:,:,:) - ztdua(:,:,:) 
    308          zhpj(:,:,:) = va(:,:,:) - ztdva(:,:,:) 
    309          CALL trd_mod(zhpi, zhpj, jpdtdhpg, 'DYN', kt) 
    310       ENDIF 
    311  
    312       IF(ln_ctl) THEN         ! print sum trends (used for debugging) 
    313          CALL prt_ctl(tab3d_1=ua, clinfo1=' hpg  - Ua: ', mask1=umask, & 
    314             &         tab3d_2=va, clinfo2=' Va: ', mask2=vmask, clinfo3='dyn') 
    315       ENDIF 
    316  
    317    END SUBROUTINE dyn_hpg 
    318  
    319 #else 
    320    !!--------------------------------------------------------------------- 
    321    !!   Default case :                                        z-coordinate 
    322    !!--------------------------------------------------------------------- 
    323  
    324    SUBROUTINE dyn_hpg( kt ) 
     416   END SUBROUTINE hpg_zps 
     417 
     418 
     419   SUBROUTINE hpg_sco( kt ) 
    325420      !!--------------------------------------------------------------------- 
    326       !!                  ***  ROUTINE dyn_hpg  *** 
    327       !! 
    328       !! ** Purpose :   Compute the now momentum trend due to the horizontal 
    329       !!      gradient of the hydrostatic pressure. Add it to the general  
    330       !!      momentum trend. 
    331       !! 
    332       !! ** Method  :   The now hydrostatic pressure gradient at a given level 
    333       !!      jk is computed by taking the vertical integral of the in-situ 
     421      !!                  ***  ROUTINE hpg_sco  *** 
     422      !! 
     423      !! ** Method  :   s-coordinate case. Jacobian scheme. 
     424      !!      The now hydrostatic pressure gradient at a given level, jk, 
     425      !!      is computed by taking the vertical integral of the in-situ 
    334426      !!      density gradient along the model level from the suface to that 
    335       !!      level:    zhpi = grav ..... 
    336       !!                zhpj = grav ..... 
     427      !!      level. s-coordinates (ln_sco): a corrective term is added 
     428      !!      to the horizontal pressure gradient : 
     429      !!         zhpi = grav .....  + 1/e1u mi(rhd) di[ grav dep3w ] 
     430      !!         zhpj = grav .....  + 1/e2v mj(rhd) dj[ grav dep3w ] 
    337431      !!      add it to the general momentum trend (ua,va). 
    338       !!            ua = ua - 1/e1u * zhpi 
    339       !!            va = va - 1/e2v * zhpj 
     432      !!         ua = ua - 1/e1u * zhpi 
     433      !!         va = va - 1/e2v * zhpj 
    340434      !! 
    341435      !! ** Action : - Update (ua,va) with the now hydrastatic pressure trend 
    342       !!             - Save the trend in (utrd,vtrd) ('key_trddyn') 
    343436      !! 
    344437      !! History : 
    345       !!   1.0  !  87-09  (P. Andrich, m.-a. Foujols)  Original code 
    346       !!        !  91-11  (G. Madec) 
    347       !!        !  96-01  (G. Madec)  s-coordinates 
     438      !!   7.0  !  96-01  (G. Madec)  s-coordinates 
    348439      !!        !  97-05  (G. Madec)  split dynber into dynkeg and dynhpg 
    349       !!   8.5  !  02-07  (G. Madec)  F90: Free form and module 
     440      !!   8.5  !  02-08  (G. Madec)  F90: Free form and module, vector opt. 
     441      !!   9.0  !  04-08  (C. Talandier) New trends organization 
     442      !!   9.0  !  05-10  (A. Beckmann) various s-coordinate options 
    350443      !!---------------------------------------------------------------------- 
    351444      !! * modules used 
     
    356449      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
    357450 
    358       !! * local declarations 
     451      !! * Local declarations 
    359452      INTEGER ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices 
    360453      REAL(wp) ::   & 
    361          zcoef0, zcoef1, zuap, zvap     ! temporary scalars 
    362       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   & 
    363          ztdua, ztdva                   ! temporary scalars 
     454         zcoef0, zuap, zvap             ! temporary scalars 
    364455      !!---------------------------------------------------------------------- 
    365456 
    366457      IF( kt == nit000 ) THEN 
    367458         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
    368          IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_hpg : hydrostatic pressure gradient trend' 
    369          IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~   z-coordinate case ' 
     459         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_sco : hydrostatic pressure gradient trend' 
     460         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   s-coordinate case, OPA original scheme used' 
    370461      ENDIF 
    371462 
    372       ! Save ua and va trends 
    373       IF( l_trddyn )   THEN 
    374          ztdua(:,:,:) = ua(:,:,:)  
    375          ztdva(:,:,:) = va(:,:,:)  
    376       ENDIF 
    377463 
    378464      ! 0. Local constant initialization 
    379465      ! -------------------------------- 
    380466      zcoef0 = - grav * 0.5 
    381       zuap   = 0.e0 
    382       zvap   = 0.e0 
    383  
     467 
     468 
     469      ! 1. Surface value 
     470      ! ----------------                           
     471      DO jj = 2, jpjm1 
     472         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.    
     473            ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     474            zhpi(ji,jj,1) = zcoef0 / e1u(ji,jj) * ( fse3w(ji+1,jj  ,1) * rhd(ji+1,jj  ,1)   & 
     475               &                                  - fse3w(ji  ,jj  ,1) * rhd(ji  ,jj  ,1) ) 
     476            zhpj(ji,jj,1) = zcoef0 / e2v(ji,jj) * ( fse3w(ji  ,jj+1,1) * rhd(ji  ,jj+1,1)   & 
     477               &                                  - fse3w(ji  ,jj  ,1) * rhd(ji  ,jj  ,1) ) 
     478            ! s-coordinate pressure gradient correction 
     479            zuap = -zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     480               &           * ( fsde3w(ji+1,jj,1) - fsde3w(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
     481            zvap = -zcoef0 * ( rhd   (ji,jj+1,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     482               &           * ( fsde3w(ji,jj+1,1) - fsde3w(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
     483            ! add to the general momentum trend 
     484            ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zhpi(ji,jj,1) + zuap 
     485            va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zhpj(ji,jj,1) + zvap 
     486         END DO   
     487      END DO    
     488             
     489                
     490      ! 2. interior value (2=<jk=<jpkm1) 
     491      ! -----------------      
     492      DO jk = 2, jpkm1                                   
     493         DO jj = 2, jpjm1      
     494            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.       
     495               ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     496               zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1) + zcoef0 / e1u(ji,jj)   &  
     497                  &           * (  fse3w(ji+1,jj,jk) * ( rhd(ji+1,jj,jk) + rhd(ji+1,jj,jk-1) )   &  
     498                  &              - fse3w(ji  ,jj,jk) * ( rhd(ji  ,jj,jk) + rhd(ji  ,jj,jk-1) )  ) 
     499               zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1) + zcoef0 / e2v(ji,jj)   & 
     500                  &           * (  fse3w(ji,jj+1,jk) * ( rhd(ji,jj+1,jk) + rhd(ji,jj+1,jk-1) )   & 
     501                  &              - fse3w(ji,jj  ,jk) * ( rhd(ji,jj,  jk) + rhd(ji,jj  ,jk-1) )  ) 
     502               ! s-coordinate pressure gradient correction 
     503               zuap = -zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj  ,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )   & 
     504                  &           * ( fsde3w(ji+1,jj  ,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) ) / e1u(ji,jj) 
     505               zvap = -zcoef0 * ( rhd   (ji  ,jj+1,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )   & 
     506                  &           * ( fsde3w(ji  ,jj+1,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) ) / e2v(ji,jj) 
     507               ! add to the general momentum trend 
     508               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zhpi(ji,jj,jk) + zuap 
     509               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zhpj(ji,jj,jk) + zvap 
     510            END DO 
     511         END DO 
     512      END DO 
     513 
     514   END SUBROUTINE hpg_sco 
     515 
     516 
     517   SUBROUTINE hpg_hel( kt ) 
     518      !!--------------------------------------------------------------------- 
     519      !!                  ***  ROUTINE hpg_hel  *** 
     520      !! 
     521      !! ** Method  :   s-coordinate case. 
     522      !!      The now hydrostatic pressure gradient at a given level 
     523      !!      jk is computed by taking the vertical integral of the in-situ  
     524      !!      density gradient along the model level from the suface to that  
     525      !!      level. s-coordinates (ln_sco): a corrective term is added 
     526      !!      to the horizontal pressure gradient : 
     527      !!         zhpi = grav .....  + 1/e1u mi(rhd) di[ grav dep3w ] 
     528      !!         zhpj = grav .....  + 1/e2v mj(rhd) dj[ grav dep3w ] 
     529      !!      add it to the general momentum trend (ua,va). 
     530      !!         ua = ua - 1/e1u * zhpi 
     531      !!         va = va - 1/e2v * zhpj 
     532      !! 
     533      !! ** Action : - Update (ua,va) with the now hydrastatic pressure trend 
     534      !!             - Save the trend (l_trddyn=T) 
     535      !! 
     536      !! History : 
     537      !!   9.0  !  05-10  (A. Beckmann)  Original code 
     538      !!---------------------------------------------------------------------- 
     539      !! * modules used 
     540      USE oce, ONLY :   zhpi => ta,  &  ! use ta as 3D workspace 
     541         &              zhpj => sa      ! use sa as 3D workspace 
     542 
     543      !! * Arguments 
     544      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
     545       
     546      !! * Local declarations 
     547      INTEGER ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices 
     548      REAL(wp) ::   & 
     549         zcoef0, zuap, zvap             ! temporary scalars 
     550      !!---------------------------------------------------------------------- 
     551 
     552      IF( kt == nit000 ) THEN 
     553         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
     554         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_hel : hydrostatic pressure gradient trend' 
     555         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   s-coordinate case, helsinki modified scheme' 
     556      ENDIF 
     557 
     558 
     559      ! 0. Local constant initialization 
     560      ! -------------------------------- 
     561      zcoef0 = - grav * 0.5 
     562 
     563  
    384564      ! 1. Surface value 
    385565      ! ---------------- 
    386566      DO jj = 2, jpjm1 
    387567         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
    388             zcoef1 = zcoef0 * fse3w(ji,jj,1) 
    389             ! hydrostatic pressure gradient 
    390             zhpi(ji,jj,1) = zcoef1 * ( rhd(ji+1,jj,1) - rhd(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
    391             zhpj(ji,jj,1) = zcoef1 * ( rhd(ji,jj+1,1) - rhd(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
     568            ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     569            zhpi(ji,jj,1) = zcoef0 / e1u(ji,jj) * ( fse3t(ji+1,jj  ,1) * rhd(ji+1,jj  ,1)  & 
     570               &                                  - fse3t(ji  ,jj  ,1) * rhd(ji  ,jj  ,1) ) 
     571            zhpj(ji,jj,1) = zcoef0 / e2v(ji,jj) * ( fse3t(ji  ,jj+1,1) * rhd(ji  ,jj+1,1)  & 
     572               &                                  - fse3t(ji  ,jj  ,1) * rhd(ji  ,jj  ,1) ) 
     573            ! s-coordinate pressure gradient correction 
     574            zuap = -zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     575               &           * ( fsdept(ji+1,jj,1) - fsdept(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
     576            zvap = -zcoef0 * ( rhd   (ji,jj+1,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     577               &           * ( fsdept(ji,jj+1,1) - fsdept(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
    392578            ! add to the general momentum trend 
    393             ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zhpi(ji,jj,1) 
    394             va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zhpj(ji,jj,1) 
     579            ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zhpi(ji,jj,1) + zuap 
     580            va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zhpj(ji,jj,1) + zvap 
    395581         END DO 
    396582      END DO 
     
    401587         DO jj = 2, jpjm1 
    402588            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
    403                zcoef1 = zcoef0 * fse3w(ji,jj,jk) 
    404                ! hydrostatic pressure gradient 
    405                zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1)   & 
    406                   &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji+1,jj,jk)+rhd(ji+1,jj,jk-1) )   & 
    407                   &                       - ( rhd(ji  ,jj,jk)+rhd(ji  ,jj,jk-1) )  ) / e1u(ji,jj) 
    408  
    409                zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1)   & 
    410                   &           + zcoef1 * (  ( rhd(ji,jj+1,jk)+rhd(ji,jj+1,jk-1) )   & 
    411                   &                       - ( rhd(ji,jj,  jk)+rhd(ji,jj  ,jk-1) )  ) / e2v(ji,jj) 
     589               ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     590               zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1) & 
     591                  &           +  zcoef0 / e1u(ji,jj) * ( fse3t(ji+1,jj,jk  ) * rhd(ji+1,jj,jk)     & 
     592                  &                                     -fse3t(ji  ,jj,jk  ) * rhd(ji  ,jj,jk)   ) & 
     593                  &           +  zcoef0 / e1u(ji,jj) * ( fse3t(ji+1,jj,jk-1) * rhd(ji+1,jj,jk-1)   & 
     594                  &                                     -fse3t(ji  ,jj,jk-1) * rhd(ji  ,jj,jk-1) ) 
     595               zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1) & 
     596                  &           +  zcoef0 / e2v(ji,jj) * ( fse3t(ji,jj+1,jk  ) * rhd(ji,jj+1,jk)   & 
     597                  &                                     -fse3t(ji,jj  ,jk  ) * rhd(ji,jj,  jk)   ) & 
     598                  &           +  zcoef0 / e2v(ji,jj) * ( fse3t(ji,jj+1,jk-1) * rhd(ji,jj+1,jk-1) & 
     599                  &                                     -fse3t(ji,jj  ,jk-1) * rhd(ji,jj,  jk-1) ) 
     600               ! s-coordinate pressure gradient correction 
     601               zuap = - zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )   & 
     602                  &            * ( fsdept(ji+1,jj,jk) - fsdept(ji,jj,jk) ) / e1u(ji,jj) 
     603               zvap = - zcoef0 * ( rhd   (ji,jj+1,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )   & 
     604                  &            * ( fsdept(ji,jj+1,jk) - fsdept(ji,jj,jk) ) / e2v(ji,jj) 
     605               ! add to the general momentum trend 
     606               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zhpi(ji,jj,jk) + zuap 
     607               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zhpj(ji,jj,jk) + zvap 
     608            END DO 
     609         END DO 
     610      END DO 
     611 
     612   END SUBROUTINE hpg_hel 
     613 
     614 
     615   SUBROUTINE hpg_wdj( kt ) 
     616      !!--------------------------------------------------------------------- 
     617      !!                  ***  ROUTINE hpg_wdj  *** 
     618      !! 
     619      !! ** Method  :   Weighted Density Jacobian (wdj) scheme (song 1998) 
     620      !!      The weighting coefficients from the namelist parameter gamm 
     621      !!      (alpha=0.5-gamm ; beta=1-alpha=0.5+gamm) 
     622      !! 
     623      !! Reference : Song, Mon. Wea. Rev., 126, 3213-3230, 1998. 
     624      !! 
     625      !! History : 
     626      !!   9.0  !  05-05  (B.W. An)  Original code 
     627      !!        !  05-10  (G. Madec) style & small optimisation 
     628      !!---------------------------------------------------------------------- 
     629      !! * modules used 
     630      USE oce, ONLY :   zhpi => ta,  &  ! use ta as 3D workspace 
     631         &              zhpj => sa      ! use sa as 3D workspace 
     632 
     633      !! * Arguments 
     634      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
     635 
     636      !! * Local declarations 
     637      INTEGER ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices 
     638      REAL(wp) ::   & 
     639         zcoef0, zuap, zvap,         &  ! temporary scalars 
     640         zalph , zbeta                  !    "         " 
     641      !!---------------------------------------------------------------------- 
     642 
     643      IF( kt == nit000 ) THEN 
     644         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
     645         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_wdj : hydrostatic pressure gradient trend' 
     646         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   Weighted Density Jacobian' 
     647      ENDIF 
     648 
     649 
     650      ! Local constant initialization 
     651      ! ----------------------------- 
     652      zcoef0 = - grav * 0.5 
     653      zalph  = 0.5 - gamm        ! weighting coefficients (alpha=0.5-gamm) 
     654      zbeta  = 0.5 + gamm        !                        (beta =1-alpha=0.5+gamm) 
     655 
     656      ! Surface value (no ponderation) 
     657      ! ------------- 
     658      DO jj = 2, jpjm1 
     659         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     660            ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     661            zhpi(ji,jj,1) = zcoef0 / e1u(ji,jj) * (  fse3w(ji+1,jj  ,1) * rhd(ji+1,jj  ,1)   & 
     662               &                                   - fse3w(ji  ,jj  ,1) * rhd(ji  ,jj  ,1)  ) 
     663            zhpj(ji,jj,1) = zcoef0 / e2v(ji,jj) * (  fse3w(ji  ,jj+1,1) * rhd(ji  ,jj+1,1)   & 
     664               &                                   - fse3w(ji  ,jj  ,1) * rhd(ji,  jj  ,1)  ) 
     665            ! s-coordinate pressure gradient correction 
     666            zuap = -zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     667               &           * ( fsde3w(ji+1,jj,1) - fsde3w(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
     668            zvap = -zcoef0 * ( rhd   (ji,jj+1,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     669               &           * ( fsde3w(ji,jj+1,1) - fsde3w(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
     670            ! add to the general momentum trend 
     671            ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zhpi(ji,jj,1) + zuap 
     672            va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zhpj(ji,jj,1) + zvap 
     673         END DO 
     674      END DO 
     675 
     676      ! Interior value (2=<jk=<jpkm1) (weighted with zalph & zbeta) 
     677      ! -------------- 
     678      DO jk = 2, jpkm1 
     679         DO jj = 2, jpjm1 
     680            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     681               zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1) + zcoef0 / e1u(ji,jj)                            & 
     682                  &           * (   (            fsde3w(ji+1,jj,jk  ) + fsde3w(ji,jj,jk  )        & 
     683                  &                            - fsde3w(ji+1,jj,jk-1) - fsde3w(ji,jj,jk-1)    )   & 
     684                  &               * (  zalph * ( rhd   (ji+1,jj,jk-1) - rhd   (ji,jj,jk-1) )      & 
     685                  &                  + zbeta * ( rhd   (ji+1,jj,jk  ) - rhd   (ji,jj,jk  ) )  )   & 
     686                  &             -   (            rhd   (ji+1,jj,jk  ) + rhd   (ji,jj,jk  )        & 
     687                  &                           - rhd   (ji+1,jj,jk-1) - rhd   (ji,jj,jk-1)     )   & 
     688                  &               * (  zalph * ( fsde3w(ji+1,jj,jk-1) - fsde3w(ji,jj,jk-1) )      & 
     689                  &                  + zbeta * ( fsde3w(ji+1,jj,jk  ) - fsde3w(ji,jj,jk  ) )  )  ) 
     690               zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1) + zcoef0 / e2v(ji,jj)                            & 
     691                  &           * (   (           fsde3w(ji,jj+1,jk  ) + fsde3w(ji,jj,jk  )         & 
     692                  &                           - fsde3w(ji,jj+1,jk-1) - fsde3w(ji,jj,jk-1)     )   & 
     693                  &               * (  zalph * ( rhd   (ji,jj+1,jk-1) - rhd   (ji,jj,jk-1) )      & 
     694                  &                  + zbeta * ( rhd   (ji,jj+1,jk  ) - rhd   (ji,jj,jk  ) )  )   & 
     695                  &             -   (            rhd   (ji,jj+1,jk  ) + rhd   (ji,jj,jk  )        & 
     696                  &                            - rhd   (ji,jj+1,jk-1) - rhd   (ji,jj,jk-1)    )   & 
     697                  &               * (  zalph * ( fsde3w(ji,jj+1,jk-1) - fsde3w(ji,jj,jk-1) )      & 
     698                  &                  + zbeta * ( fsde3w(ji,jj+1,jk  ) - fsde3w(ji,jj,jk  ) )  )  ) 
    412699               ! add to the general momentum trend 
    413700               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zhpi(ji,jj,jk) 
    414701               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zhpj(ji,jj,jk) 
    415             END DO  
    416          END DO 
    417       END DO 
    418  
    419       ! save the hydrostatic pressure ggradient trends for diagnostic 
    420       ! momentum trends 
    421       IF( l_trddyn )   THEN 
    422          zhpi(:,:,:) = ua(:,:,:) - ztdua(:,:,:) 
    423          zhpj(:,:,:) = va(:,:,:) - ztdva(:,:,:) 
    424  
    425          CALL trd_mod(zhpi, zhpj, jpdtdhpg, 'DYN', kt) 
     702            END DO 
     703         END DO 
     704      END DO 
     705 
     706   END SUBROUTINE hpg_wdj 
     707 
     708 
     709   SUBROUTINE hpg_djc( kt ) 
     710      !!--------------------------------------------------------------------- 
     711      !!                  ***  ROUTINE hpg_djc  *** 
     712      !! 
     713      !! ** Method  :   Density Jacobian with Cubic polynomial scheme 
     714      !!  
     715      !! Reference: Shchepetkin, A.F. & J.C. McWilliams, J. Geophys. Res., 
     716      !!            108(C3), 3090, 2003 
     717      !! History : 
     718      !!   9.0  !  05-05  (B.W. An)  Original code 
     719      !!---------------------------------------------------------------------- 
     720      !! * modules used 
     721      USE oce, ONLY :   zhpi => ta,  &  ! use ta as 3D workspace 
     722         &              zhpj => sa      ! use sa as 3D workspace 
     723 
     724      !! * Arguments 
     725      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt     ! ocean time-step index 
     726       
     727      !! * Local declarations 
     728      INTEGER ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices 
     729      REAL(wp) ::   & 
     730         zcoef0, z1_10, cffu, cffx,  &  ! temporary scalars 
     731                 z1_12, cffv, cffy,  &  !    "         " 
     732         zep   , cffw                   !    "         " 
     733      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   &  ! 3D workspace 
     734         drhox, dzx, drhou, dzu, rho_i,     & 
     735         drhoy, dzy, drhov, dzv, rho_j,     & 
     736         drhoz, dzz, drhow, dzw, rho_k 
     737      !!---------------------------------------------------------------------- 
     738 
     739      IF( kt == nit000 ) THEN 
     740         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
     741         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_djc : hydrostatic pressure gradient trend' 
     742         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   s-coordinate case, density Jacobian with cubic polynomial scheme' 
    426743      ENDIF 
    427744 
    428       IF(ln_ctl) THEN         ! print sum trends (used for debugging) 
    429          CALL prt_ctl(tab3d_1=ua, clinfo1=' hpg  - Ua: ', mask1=umask, & 
    430             &         tab3d_2=va, clinfo2=' Va: ', mask2=vmask, clinfo3='dyn') 
     745 
     746      ! 0. Local constant initialization 
     747      ! -------------------------------- 
     748      zcoef0 = - grav * 0.5 
     749      z1_10  = 1.0 / 10.0 
     750      z1_12  = 1.0 / 12.0 
     751 
     752      !---------------------------------------------------------------------------------------- 
     753      !  compute and store in provisional arrays elementary vertical and horizontal differences 
     754      !---------------------------------------------------------------------------------------- 
     755 
     756!!bug gm   Not a true bug, but... dzz=e3w  for dzx, dzy verify what it is really 
     757 
     758      DO jk = 2, jpkm1 
     759         DO jj = 2, jpjm1 
     760            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     761               drhoz(ji,jj,jk) = rhd   (ji  ,jj  ,jk) - rhd   (ji,jj,jk-1) 
     762               dzz  (ji,jj,jk) = fsde3w(ji  ,jj  ,jk) - fsde3w(ji,jj,jk-1) 
     763               drhox(ji,jj,jk) = rhd   (ji+1,jj  ,jk) - rhd   (ji,jj,jk  ) 
     764               dzx  (ji,jj,jk) = fsde3w(ji+1,jj  ,jk) - fsde3w(ji,jj,jk  ) 
     765               drhoy(ji,jj,jk) = rhd   (ji  ,jj+1,jk) - rhd   (ji,jj,jk  ) 
     766               dzy  (ji,jj,jk) = fsde3w(ji  ,jj+1,jk) - fsde3w(ji,jj,jk  ) 
     767            END DO 
     768         END DO 
     769      END DO 
     770 
     771      !------------------------------------------------------------------------- 
     772      ! compute harmonic averages using eq. 5.18 
     773      !------------------------------------------------------------------------- 
     774      zep = 1.e-15 
     775 
     776      !!bug  gm  drhoz not defined at level 1 and used (jk-1 with jk=2) 
     777      !!bug  gm  idem for drhox, drhoy et ji=jpi and jj=jpj 
     778 
     779      DO jk = 2, jpkm1 
     780         DO jj = 2, jpjm1 
     781            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     782               cffw = 2.0 * drhoz(ji  ,jj  ,jk) * drhoz(ji,jj,jk-1) 
     783 
     784               cffu = 2.0 * drhox(ji+1,jj  ,jk) * drhox(ji,jj,jk  ) 
     785               cffx = 2.0 * dzx  (ji+1,jj  ,jk) * dzx  (ji,jj,jk  ) 
     786   
     787               cffv = 2.0 * drhoy(ji  ,jj+1,jk) * drhoy(ji,jj,jk  ) 
     788               cffy = 2.0 * dzy  (ji  ,jj+1,jk) * dzy  (ji,jj,jk  ) 
     789 
     790               IF( cffw > zep) THEN 
     791                  drhow(ji,jj,jk) = 2.0 *   drhoz(ji,jj,jk) * drhoz(ji,jj,jk-1)   & 
     792                     &                  / ( drhoz(ji,jj,jk) + drhoz(ji,jj,jk-1) ) 
     793               ELSE 
     794                  drhow(ji,jj,jk) = 0.e0 
     795               ENDIF 
     796 
     797               dzw(ji,jj,jk) = 2.0 *   dzz(ji,jj,jk) * dzz(ji,jj,jk-1)   & 
     798                  &                / ( dzz(ji,jj,jk) + dzz(ji,jj,jk-1) ) 
     799 
     800               IF( cffu > zep ) THEN 
     801                  drhou(ji,jj,jk) = 2.0 *   drhox(ji+1,jj,jk) * drhox(ji,jj,jk)   & 
     802                     &                  / ( drhox(ji+1,jj,jk) + drhox(ji,jj,jk) ) 
     803               ELSE 
     804                  drhou(ji,jj,jk ) = 0.e0 
     805               ENDIF 
     806 
     807               IF( cffx > zep ) THEN 
     808                  dzu(ji,jj,jk) = 2.0*dzx(ji+1,jj,jk)*dzx(ji,jj,jk)   & 
     809                     &            /(dzx(ji+1,jj,jk)+dzx(ji,jj,jk)) 
     810               ELSE 
     811                  dzu(ji,jj,jk) = 0.e0 
     812               ENDIF 
     813 
     814               IF( cffv > zep ) THEN 
     815                  drhov(ji,jj,jk) = 2.0 *   drhoy(ji,jj+1,jk) * drhoy(ji,jj,jk)   & 
     816                     &                  / ( drhoy(ji,jj+1,jk) + drhoy(ji,jj,jk) ) 
     817               ELSE 
     818                  drhov(ji,jj,jk) = 0.e0 
     819               ENDIF 
     820 
     821               IF( cffy > zep ) THEN 
     822                  dzv(ji,jj,jk) = 2.0 *   dzy(ji,jj+1,jk) * dzy(ji,jj,jk)   & 
     823                     &                / ( dzy(ji,jj+1,jk) + dzy(ji,jj,jk) ) 
     824               ELSE 
     825                  dzv(ji,jj,jk) = 0.e0 
     826               ENDIF 
     827 
     828            END DO 
     829         END DO 
     830      END DO 
     831 
     832      !---------------------------------------------------------------------------------- 
     833      ! apply boundary conditions at top and bottom using 5.36-5.37 
     834      !---------------------------------------------------------------------------------- 
     835      drhow(:,:, 1 ) = 1.5 * ( drhoz(:,:, 2 ) - drhoz(:,:,  1  ) ) - 0.5 * drhow(:,:,  2  ) 
     836      drhou(:,:, 1 ) = 1.5 * ( drhox(:,:, 2 ) - drhox(:,:,  1  ) ) - 0.5 * drhou(:,:,  2  ) 
     837      drhov(:,:, 1 ) = 1.5 * ( drhoy(:,:, 2 ) - drhoy(:,:,  1  ) ) - 0.5 * drhov(:,:,  2  ) 
     838 
     839      drhow(:,:,jpk) = 1.5 * ( drhoz(:,:,jpk) - drhoz(:,:,jpkm1) ) - 0.5 * drhow(:,:,jpkm1) 
     840      drhou(:,:,jpk) = 1.5 * ( drhox(:,:,jpk) - drhox(:,:,jpkm1) ) - 0.5 * drhou(:,:,jpkm1) 
     841      drhov(:,:,jpk) = 1.5 * ( drhoy(:,:,jpk) - drhoy(:,:,jpkm1) ) - 0.5 * drhov(:,:,jpkm1) 
     842 
     843 
     844      !-------------------------------------------------------------- 
     845      ! Upper half of top-most grid box, compute and store 
     846      !------------------------------------------------------------- 
     847 
     848!!bug gm   :  e3w-de3w = 0.5*e3w  ....  and de3w(2)-de3w(1)=e3w(2) ....   to be verified 
     849!          true if de3w is really defined as the sum of the e3w scale factors as, it seems to me, it should be 
     850 
     851      DO jj = 2, jpjm1 
     852         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     853            rho_k(ji,jj,1) = -grav * ( fse3w(ji,jj,1) - fsde3w(ji,jj,1) )            & 
     854               &                   * (  rhd(ji,jj,1)                                 & 
     855               &                     + 0.5 * ( rhd(ji,jj,2) - rhd(ji,jj,1) )         & 
     856               &                           * ( fse3w (ji,jj,1) - fsde3w(ji,jj,1) )   & 
     857               &                           / ( fsde3w(ji,jj,2) - fsde3w(ji,jj,1) )  )  
     858         END DO 
     859      END DO 
     860 
     861!!bug gm    : here also, simplification is possible 
     862!!bug gm    : optimisation: 1/10 and 1/12 the division should be done before the loop 
     863 
     864      DO jk = 2, jpkm1 
     865         DO jj = 2, jpjm1 
     866            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     867 
     868               rho_k(ji,jj,jk) = zcoef0 * ( rhd   (ji,jj,jk) + rhd   (ji,jj,jk-1) )                                   & 
     869                  &                     * ( fsde3w(ji,jj,jk) - fsde3w(ji,jj,jk-1) )                                   & 
     870                  &            - grav * z1_10 * (                                                                     & 
     871                  &     ( drhow (ji,jj,jk) - drhow (ji,jj,jk-1) )                                                     & 
     872                  &   * ( fsde3w(ji,jj,jk) - fsde3w(ji,jj,jk-1) - z1_12 * ( dzw  (ji,jj,jk) + dzw  (ji,jj,jk-1) ) )   & 
     873                  &   - ( dzw   (ji,jj,jk) - dzw   (ji,jj,jk-1) )                                                     & 
     874                  &   * ( rhd   (ji,jj,jk) - rhd   (ji,jj,jk-1) - z1_12 * ( drhow(ji,jj,jk) + drhow(ji,jj,jk-1) ) )   & 
     875                  &                             ) 
     876 
     877               rho_i(ji,jj,jk) = zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )                                   & 
     878                  &                     * ( fsde3w(ji+1,jj,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) )                                   & 
     879                  &            - grav* z1_10 * (                                                                      & 
     880                  &     ( drhou (ji+1,jj,jk) - drhou (ji,jj,jk) )                                                     & 
     881                  &   * ( fsde3w(ji+1,jj,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) - z1_12 * ( dzu  (ji+1,jj,jk) + dzu  (ji,jj,jk) ) )   & 
     882                  &   - ( dzu   (ji+1,jj,jk) - dzu   (ji,jj,jk) )                                                     & 
     883                  &   * ( rhd   (ji+1,jj,jk) - rhd   (ji,jj,jk) - z1_12 * ( drhou(ji+1,jj,jk) + drhou(ji,jj,jk) ) )   & 
     884                  &                            ) 
     885 
     886               rho_j(ji,jj,jk) = zcoef0 * ( rhd   (ji,jj+1,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )                                   & 
     887                  &                     * ( fsde3w(ji,jj+1,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) )                                   & 
     888                  &            - grav* z1_10 * (                                                                      & 
     889                  &     ( drhov (ji,jj+1,jk) - drhov (ji,jj,jk) )                                                     & 
     890                  &   * ( fsde3w(ji,jj+1,jk) - fsde3w(ji,jj,jk) - z1_12 * ( dzv  (ji,jj+1,jk) + dzv  (ji,jj,jk) ) )   & 
     891                  &   - ( dzv   (ji,jj+1,jk) - dzv   (ji,jj,jk) )                                                     & 
     892                  &   * ( rhd   (ji,jj+1,jk) - rhd   (ji,jj,jk) - z1_12 * ( drhov(ji,jj+1,jk) + drhov(ji,jj,jk) ) )   & 
     893                  &                            ) 
     894 
     895            END DO 
     896         END DO 
     897      END DO 
     898      CALL lbc_lnk(rho_k,'W',1.) 
     899      CALL lbc_lnk(rho_i,'U',1.) 
     900      CALL lbc_lnk(rho_j,'V',1.) 
     901 
     902 
     903      ! --------------- 
     904      !  Surface value 
     905      ! --------------- 
     906      DO jj = 2, jpjm1 
     907         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     908            zhpi(ji,jj,1) = ( rho_k(ji+1,jj  ,1) - rho_k(ji,jj,1) - rho_i(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
     909            zhpj(ji,jj,1) = ( rho_k(ji  ,jj+1,1) - rho_k(ji,jj,1) - rho_j(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
     910            ! add to the general momentum trend 
     911            ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zhpi(ji,jj,1) 
     912            va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zhpj(ji,jj,1) 
     913         END DO 
     914      END DO 
     915 
     916      ! ---------------- 
     917      !  interior value   (2=<jk=<jpkm1) 
     918      ! ---------------- 
     919      DO jk = 2, jpkm1 
     920         DO jj = 2, jpjm1  
     921            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     922               ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     923               zhpi(ji,jj,jk) = zhpi(ji,jj,jk-1)                                & 
     924                  &           + (  ( rho_k(ji+1,jj,jk) - rho_k(ji,jj,jk  ) )    & 
     925                  &              - ( rho_i(ji  ,jj,jk) - rho_i(ji,jj,jk-1) )  ) / e1u(ji,jj) 
     926               zhpj(ji,jj,jk) = zhpj(ji,jj,jk-1)                                & 
     927                  &           + (  ( rho_k(ji,jj+1,jk) - rho_k(ji,jj,jk  ) )    & 
     928                  &               -( rho_j(ji,jj  ,jk) - rho_j(ji,jj,jk-1) )  ) / e2v(ji,jj) 
     929               ! add to the general momentum trend 
     930               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zhpi(ji,jj,jk) 
     931               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zhpj(ji,jj,jk) 
     932            END DO 
     933         END DO 
     934      END DO 
     935 
     936   END SUBROUTINE hpg_djc 
     937 
     938 
     939   SUBROUTINE hpg_rot( kt ) 
     940      !!--------------------------------------------------------------------- 
     941      !!                  ***  ROUTINE hpg_rot  *** 
     942      !! 
     943      !! ** Method  :   rotated axes scheme (Thiem and Berntsen 2005) 
     944      !! 
     945      !! Reference: Thiem & Berntsen, Ocean Modelling, In press, 2005. 
     946      !! History : 
     947      !!   9.0  !  05-07 (B.W. An) 
     948      !!   9.0  !  05-10 (A. Beckmann) adapted to non-equidistant and masked grids 
     949      !!---------------------------------------------------------------------- 
     950      !! * modules used 
     951      USE oce, ONLY :   zhpi => ta,         &  ! use ta as 3D workspace 
     952         &              zhpj => sa             ! use sa as 3D workspace 
     953 
     954      !! * Arguments 
     955      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt            ! ocean time-step index 
     956       
     957      !! * Local declarations 
     958      INTEGER ::   ji, jj, jk                  ! dummy loop indices 
     959      REAL(wp) ::   & 
     960         zforg, zcoef0, zuap, zmskd1, zmskd1m,                             & 
     961         zfrot        , zvap, zmskd2, zmskd2m 
     962      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::       &  ! 2D temporary workspace 
     963         zdistr, zsina, zcosa              
     964      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   &  ! 3D temporary workspace 
     965         zhpiorg, zhpirot, zhpitra, zhpine, &  
     966         zhpjorg, zhpjrot, zhpjtra, zhpjne 
     967      !!---------------------------------------------------------------------- 
     968 
     969      IF( kt == nit000 ) THEN 
     970         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
     971         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn:hpg_rot : hydrostatic pressure gradient trend' 
     972         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   s-coordinate case, rotated axes scheme used' 
    431973      ENDIF 
    432974 
    433    END SUBROUTINE dyn_hpg 
    434  
    435 #endif 
     975      ! ------------------------------- 
     976      !  Local constant initialization 
     977      ! ------------------------------- 
     978      zcoef0 = - grav * 0.5 
     979      zforg  = 0.95e0 
     980      zfrot  = 1.e0 - zforg 
     981 
     982      ! inverse of the distance between 2 diagonal T-points (defined at F-point) (here zcoef0/distance) 
     983      zdistr(:,:) = zcoef0 / SQRT( e1f(:,:)*e1f(:,:) + e2f(:,:)*e1f(:,:) ) 
     984 
     985      ! sinus and cosinus of diagonal angle at F-point 
     986      zsina(:,:) = ATAN2( e2f(:,:), e1f(:,:) ) 
     987      zcosa(:,:) = COS( zsina(:,:) ) 
     988      zsina(:,:) = SIN( zsina(:,:) ) 
     989 
     990      ! --------------- 
     991      !  Surface value 
     992      ! --------------- 
     993      ! compute and add to the general trend the pressure gradients along the axes 
     994      DO jj = 2, jpjm1 
     995         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     996            ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     997            zhpiorg(ji,jj,1) = zcoef0 / e1u(ji,jj) * (  fse3t(ji+1,jj,1) * rhd(ji+1,jj,1)   & 
     998               &                                      - fse3t(ji  ,jj,1) * rhd(ji  ,jj,1)  ) 
     999            zhpjorg(ji,jj,1) = zcoef0 / e2v(ji,jj) * (  fse3t(ji,jj+1,1) * rhd(ji,jj+1,1)   & 
     1000               &                                      - fse3t(ji,jj  ,1) * rhd(ji,jj  ,1)  ) 
     1001            ! s-coordinate pressure gradient correction 
     1002            zuap = -zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj  ,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     1003               &           * ( fsdept(ji+1,jj  ,1) - fsdept(ji,jj,1) ) / e1u(ji,jj) 
     1004            zvap = -zcoef0 * ( rhd   (ji  ,jj+1,1) + rhd   (ji,jj,1) )   & 
     1005               &           * ( fsdept(ji  ,jj+1,1) - fsdept(ji,jj,1) ) / e2v(ji,jj) 
     1006            ! add to the general momentum trend 
     1007            ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zforg * ( zhpiorg(ji,jj,1) + zuap ) 
     1008            va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zforg * ( zhpjorg(ji,jj,1) + zvap ) 
     1009         END DO 
     1010      END DO 
     1011 
     1012      ! compute the pressure gradients in the diagonal directions 
     1013      DO jj = 1, jpjm1 
     1014         DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt. 
     1015            zmskd1 = tmask(ji+1,jj+1,1) * tmask(ji  ,jj,1)      ! mask in the 1st diagnonal 
     1016            zmskd2 = tmask(ji  ,jj+1,1) * tmask(ji+1,jj,1)      ! mask in the 2nd diagnonal 
     1017            ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     1018            zhpitra(ji,jj,1) = zdistr(ji,jj) * zmskd1 * (  fse3t(ji+1,jj+1,1) * rhd(ji+1,jj+1,1)   & 
     1019               &                                         - fse3t(ji  ,jj  ,1) * rhd(ji  ,jj  ,1)  ) 
     1020            zhpjtra(ji,jj,1) = zdistr(ji,jj) * zmskd2 * (  fse3t(ji  ,jj+1,1) * rhd(ji  ,jj+1,1)   & 
     1021               &                                         - fse3t(ji+1,jj  ,1) * rhd(ji+1,jj  ,1)  ) 
     1022            ! s-coordinate pressure gradient correction 
     1023            zuap = -zdistr(ji,jj) * zmskd1 * ( rhd   (ji+1,jj+1,1) + rhd   (ji  ,jj,1) )   & 
     1024               &                           * ( fsdept(ji+1,jj+1,1) - fsdept(ji  ,jj,1) ) 
     1025            zvap = -zdistr(ji,jj) * zmskd2 * ( rhd   (ji  ,jj+1,1) + rhd   (ji+1,jj,1) )   & 
     1026               &                           * ( fsdept(ji  ,jj+1,1) - fsdept(ji+1,jj,1) ) 
     1027            ! back rotation 
     1028            zhpine(ji,jj,1) = zcosa(ji,jj) * ( zhpitra(ji,jj,1) + zuap )   & 
     1029               &            - zsina(ji,jj) * ( zhpjtra(ji,jj,1) + zvap ) 
     1030            zhpjne(ji,jj,1) = zsina(ji,jj) * ( zhpitra(ji,jj,1) + zuap )   & 
     1031               &            + zcosa(ji,jj) * ( zhpjtra(ji,jj,1) + zvap ) 
     1032         END DO 
     1033      END DO 
     1034 
     1035      ! interpolate and add to the general trend the diagonal gradient 
     1036      DO jj = 2, jpjm1 
     1037         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     1038            ! averaging 
     1039            zhpirot(ji,jj,1) = 0.5 * ( zhpine(ji,jj,1) + zhpine(ji  ,jj-1,1) ) 
     1040            zhpjrot(ji,jj,1) = 0.5 * ( zhpjne(ji,jj,1) + zhpjne(ji-1,jj  ,1) ) 
     1041            ! add to the general momentum trend 
     1042            ua(ji,jj,1) = ua(ji,jj,1) + zfrot * zhpirot(ji,jj,1)  
     1043            va(ji,jj,1) = va(ji,jj,1) + zfrot * zhpjrot(ji,jj,1)  
     1044         END DO 
     1045      END DO 
     1046 
     1047      ! ----------------- 
     1048      ! 2. interior value (2=<jk=<jpkm1) 
     1049      ! ----------------- 
     1050      ! compute and add to the general trend the pressure gradients along the axes 
     1051      DO jk = 2, jpkm1 
     1052         DO jj = 2, jpjm1 
     1053            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     1054               ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     1055               zhpiorg(ji,jj,jk) = zhpiorg(ji,jj,jk-1)                                                 & 
     1056                  &              +  zcoef0 / e1u(ji,jj) * (  fse3t(ji+1,jj,jk  ) * rhd(ji+1,jj,jk  )   & 
     1057                  &                                        - fse3t(ji  ,jj,jk  ) * rhd(ji  ,jj,jk  )   & 
     1058                  &                                        + fse3t(ji+1,jj,jk-1) * rhd(ji+1,jj,jk-1)   & 
     1059                  &                                        - fse3t(ji  ,jj,jk-1) * rhd(ji  ,jj,jk-1)  ) 
     1060               zhpjorg(ji,jj,jk) = zhpjorg(ji,jj,jk-1)                                                 & 
     1061                  &              +  zcoef0 / e2v(ji,jj) * (  fse3t(ji,jj+1,jk  ) * rhd(ji,jj+1,jk  )   & 
     1062                  &                                        - fse3t(ji,jj  ,jk  ) * rhd(ji,jj,  jk  )   & 
     1063                  &                                        + fse3t(ji,jj+1,jk-1) * rhd(ji,jj+1,jk-1)   & 
     1064                  &                                        - fse3t(ji,jj  ,jk-1) * rhd(ji,jj,  jk-1)  ) 
     1065               ! s-coordinate pressure gradient correction 
     1066               zuap = - zcoef0 * ( rhd   (ji+1,jj  ,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )   & 
     1067                  &            * ( fsdept(ji+1,jj  ,jk) - fsdept(ji,jj,jk) ) / e1u(ji,jj) 
     1068               zvap = - zcoef0 * ( rhd   (ji  ,jj+1,jk) + rhd   (ji,jj,jk) )   & 
     1069                  &            * ( fsdept(ji  ,jj+1,jk) - fsdept(ji,jj,jk) ) / e2v(ji,jj) 
     1070               ! add to the general momentum trend 
     1071               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zforg*( zhpiorg(ji,jj,jk) + zuap ) 
     1072               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zforg*( zhpjorg(ji,jj,jk) + zvap ) 
     1073            END DO 
     1074         END DO 
     1075      END DO 
     1076 
     1077      ! compute the pressure gradients in the diagonal directions 
     1078      DO jk = 2, jpkm1 
     1079         DO jj = 1, jpjm1 
     1080            DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt. 
     1081               zmskd1  = tmask(ji+1,jj+1,jk  ) * tmask(ji  ,jj,jk  )      ! level jk   mask in the 1st diagnonal 
     1082               zmskd1m = tmask(ji+1,jj+1,jk-1) * tmask(ji  ,jj,jk-1)      ! level jk-1    "               "      
     1083               zmskd2  = tmask(ji  ,jj+1,jk  ) * tmask(ji+1,jj,jk  )      ! level jk   mask in the 2nd diagnonal 
     1084               zmskd2m = tmask(ji  ,jj+1,jk-1) * tmask(ji+1,jj,jk-1)      ! level jk-1    "               "      
     1085               ! hydrostatic pressure gradient along s-surfaces 
     1086               zhpitra(ji,jj,jk) = zhpitra(ji,jj,jk-1)                                                       & 
     1087                  &              + zdistr(ji,jj) * zmskd1  * ( fse3t(ji+1,jj+1,jk  ) * rhd(ji+1,jj+1,jk)     & 
     1088                  &                                           -fse3t(ji  ,jj  ,jk  ) * rhd(ji  ,jj  ,jk) )   & 
     1089                  &              + zdistr(ji,jj) * zmskd1m * ( fse3t(ji+1,jj+1,jk-1) * rhd(ji+1,jj+1,jk-1)   & 
     1090                  &                                           -fse3t(ji  ,jj  ,jk-1) * rhd(ji  ,jj  ,jk-1) ) 
     1091               zhpjtra(ji,jj,jk) = zhpjtra(ji,jj,jk-1)                                                       & 
     1092                  &              + zdistr(ji,jj) * zmskd2  * ( fse3t(ji  ,jj+1,jk  ) * rhd(ji  ,jj+1,jk)     & 
     1093                  &                                           -fse3t(ji+1,jj  ,jk  ) * rhd(ji+1,jj,  jk) )   & 
     1094                  &              + zdistr(ji,jj) * zmskd2m * ( fse3t(ji  ,jj+1,jk-1) * rhd(ji  ,jj+1,jk-1)   & 
     1095                  &                                           -fse3t(ji+1,jj  ,jk-1) * rhd(ji+1,jj,  jk-1) ) 
     1096               ! s-coordinate pressure gradient correction 
     1097               zuap = - zdistr(ji,jj) * zmskd1 * ( rhd   (ji+1,jj+1,jk) + rhd   (ji  ,jj,jk) )   & 
     1098                  &                            * ( fsdept(ji+1,jj+1,jk) - fsdept(ji  ,jj,jk) ) 
     1099               zvap = - zdistr(ji,jj) * zmskd2 * ( rhd   (ji  ,jj+1,jk) + rhd   (ji+1,jj,jk) )   & 
     1100                  &                            * ( fsdept(ji  ,jj+1,jk) - fsdept(ji+1,jj,jk) ) 
     1101               ! back rotation 
     1102               zhpine(ji,jj,jk) = zcosa(ji,jj) * ( zhpitra(ji,jj,jk) + zuap )   & 
     1103                  &             - zsina(ji,jj) * ( zhpjtra(ji,jj,jk) + zvap ) 
     1104               zhpjne(ji,jj,jk) = zsina(ji,jj) * ( zhpitra(ji,jj,jk) + zuap )   & 
     1105                  &             + zcosa(ji,jj) * ( zhpjtra(ji,jj,jk) + zvap ) 
     1106            END DO 
     1107         END DO 
     1108      END DO 
     1109 
     1110      ! interpolate and add to the general trend 
     1111      DO jk = 2, jpkm1 
     1112         DO jj = 2, jpjm1 
     1113            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
     1114               ! averaging 
     1115               zhpirot(ji,jj,jk) = 0.5 * ( zhpine(ji,jj,jk) + zhpine(ji  ,jj-1,jk) ) 
     1116               zhpjrot(ji,jj,jk) = 0.5 * ( zhpjne(ji,jj,jk) + zhpjne(ji-1,jj  ,jk) ) 
     1117               ! add to the general momentum trend 
     1118               ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zfrot * zhpirot(ji,jj,jk)  
     1119               va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zfrot * zhpjrot(ji,jj,jk)  
     1120            END DO 
     1121         END DO 
     1122      END DO 
     1123 
     1124   END SUBROUTINE hpg_rot 
    4361125 
    4371126   !!====================================================================== 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.