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

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
dynspg_ts.F90 in NEMO/branches/2020/test_12905_xios_restart/src/OCE/DYN – NEMO

source: NEMO/branches/2020/test_12905_xios_restart/src/OCE/DYN/dynspg_ts.F90 @ 13751

Last change on this file since 13751 was 13751, checked in by andmirek, 4 years ago

Ticket #2462: Update test branch to the revision 13750 of the development branch

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 78.9 KB
Line 
1MODULE dynspg_ts
2
3   !! Includes ROMS wd scheme with diagnostic outputs ; puu(:,:,:,Kmm) and puu(:,:,:,Krhs) updates are commented out !
4
5   !!======================================================================
6   !!                   ***  MODULE  dynspg_ts  ***
7   !! Ocean dynamics:  surface pressure gradient trend, split-explicit scheme
8   !!======================================================================
9   !! History :   1.0  ! 2004-12  (L. Bessieres, G. Madec)  Original code
10   !!              -   ! 2005-11  (V. Garnier, G. Madec)  optimization
11   !!              -   ! 2006-08  (S. Masson)  distributed restart using iom
12   !!             2.0  ! 2007-07  (D. Storkey) calls to BDY routines
13   !!              -   ! 2008-01  (R. Benshila)  change averaging method
14   !!             3.2  ! 2009-07  (R. Benshila, G. Madec) Complete revisit associated to vvl reactivation
15   !!             3.3  ! 2010-09  (D. Storkey, E. O'Dea) update for BDY for Shelf configurations
16   !!             3.3  ! 2011-03  (R. Benshila, R. Hordoir, P. Oddo) update calculation of ub_b
17   !!             3.5  ! 2013-07  (J. Chanut) Switch to Forward-backward time stepping
18   !!             3.6  ! 2013-11  (A. Coward) Update for z-tilde compatibility
19   !!             3.7  ! 2015-11  (J. Chanut) free surface simplification
20   !!              -   ! 2016-12  (G. Madec, E. Clementi) update for Stoke-Drift divergence
21   !!             4.0  ! 2017-05  (G. Madec)  drag coef. defined at t-point (zdfdrg.F90)
22   !!---------------------------------------------------------------------
23
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   !!   dyn_spg_ts     : compute surface pressure gradient trend using a time-splitting scheme
26   !!   dyn_spg_ts_init: initialisation of the time-splitting scheme
27   !!   ts_wgt         : set time-splitting weights for temporal averaging (or not)
28   !!   ts_rst         : read/write time-splitting fields in restart file
29   !!----------------------------------------------------------------------
30   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
31   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
32   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
33   USE isf_oce         ! ice shelf variable (fwfisf)
34   USE zdf_oce         ! vertical physics: variables
35   USE zdfdrg          ! vertical physics: top/bottom drag coef.
36   USE sbcapr          ! surface boundary condition: atmospheric pressure
37   USE dynadv    , ONLY: ln_dynadv_vec
38   USE dynvor          ! vortivity scheme indicators
39   USE phycst          ! physical constants
40   USE dynvor          ! vorticity term
41   USE wet_dry         ! wetting/drying flux limter
42   USE bdy_oce         ! open boundary
43   USE bdyvol          ! open boundary volume conservation
44   USE bdytides        ! open boundary condition data
45   USE bdydyn2d        ! open boundary conditions on barotropic variables
46   USE tide_mod        !
47   USE sbcwave         ! surface wave
48#if defined key_agrif
49   USE agrif_oce_interp ! agrif
50   USE agrif_oce
51#endif
52#if defined key_asminc   
53   USE asminc          ! Assimilation increment
54#endif
55   !
56   USE in_out_manager  ! I/O manager
57   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
58   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
59   USE prtctl          ! Print control
60   USE iom             ! IOM library
61   USE restart         ! only for lrst_oce
62
63   USE iom   ! to remove
64
65   IMPLICIT NONE
66   PRIVATE
67
68   PUBLIC dyn_spg_ts        ! called by dyn_spg
69   PUBLIC dyn_spg_ts_init   !    -    - dyn_spg_init
70
71   !! Time filtered arrays at baroclinic time step:
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   un_adv , vn_adv   !: Advection vel. at "now" barocl. step
73   !
74   INTEGER, SAVE :: icycle      ! Number of barotropic sub-steps for each internal step nn_e <= 2.5 nn_e
75   REAL(wp),SAVE :: rDt_e       ! Barotropic time step
76   !
77   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)   ::   wgtbtp1, wgtbtp2   ! 1st & 2nd weights used in time filtering of barotropic fields
78   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   zwz                ! ff_f/h at F points
79   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ftnw, ftne         ! triad of coriolis parameter
80   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ftsw, ftse         ! (only used with een vorticity scheme)
81
82   REAL(wp) ::   r1_12 = 1._wp / 12._wp   ! local ratios
83   REAL(wp) ::   r1_8  = 0.125_wp         !
84   REAL(wp) ::   r1_4  = 0.25_wp          !
85   REAL(wp) ::   r1_2  = 0.5_wp           !
86
87   !! * Substitutions
88#  include "do_loop_substitute.h90"
89#  include "domzgr_substitute.h90"
90   !!----------------------------------------------------------------------
91   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
92   !! $Id$
93   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
94   !!----------------------------------------------------------------------
95CONTAINS
96
97   INTEGER FUNCTION dyn_spg_ts_alloc()
98      !!----------------------------------------------------------------------
99      !!                  ***  routine dyn_spg_ts_alloc  ***
100      !!----------------------------------------------------------------------
101      INTEGER :: ierr(3)
102      !!----------------------------------------------------------------------
103      ierr(:) = 0
104      !
105      ALLOCATE( wgtbtp1(3*nn_e), wgtbtp2(3*nn_e), zwz(jpi,jpj), STAT=ierr(1) )
106      IF( ln_dynvor_een .OR. ln_dynvor_eeT )   &
107         &     ALLOCATE( ftnw(jpi,jpj) , ftne(jpi,jpj) , ftsw(jpi,jpj) , ftse(jpi,jpj), STAT=ierr(2)   )
108         !
109      ALLOCATE( un_adv(jpi,jpj), vn_adv(jpi,jpj)                    , STAT=ierr(3) )
110      !
111      dyn_spg_ts_alloc = MAXVAL( ierr(:) )
112      !
113      CALL mpp_sum( 'dynspg_ts', dyn_spg_ts_alloc )
114      IF( dyn_spg_ts_alloc /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'dyn_spg_ts_alloc: failed to allocate arrays' )
115      !
116   END FUNCTION dyn_spg_ts_alloc
117
118
119   SUBROUTINE dyn_spg_ts( kt, Kbb, Kmm, Krhs, puu, pvv, pssh, puu_b, pvv_b, Kaa )
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      !!
122      !! ** Purpose : - Compute the now trend due to the explicit time stepping
123      !!              of the quasi-linear barotropic system, and add it to the
124      !!              general momentum trend.
125      !!
126      !! ** Method  : - split-explicit schem (time splitting) :
127      !!      Barotropic variables are advanced from internal time steps
128      !!      "n"   to "n+1" if ln_bt_fw=T
129      !!      or from
130      !!      "n-1" to "n+1" if ln_bt_fw=F
131      !!      thanks to a generalized forward-backward time stepping (see ref. below).
132      !!
133      !! ** Action :
134      !!      -Update the filtered free surface at step "n+1"      : pssh(:,:,Kaa)
135      !!      -Update filtered barotropic velocities at step "n+1" : puu_b(:,:,:,Kaa), vv_b(:,:,:,Kaa)
136      !!      -Compute barotropic advective fluxes at step "n"     : un_adv, vn_adv
137      !!      These are used to advect tracers and are compliant with discrete
138      !!      continuity equation taken at the baroclinic time steps. This
139      !!      ensures tracers conservation.
140      !!      - (puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs)) momentum trend updated with barotropic component.
141      !!
142      !! References : Shchepetkin and McWilliams, Ocean Modelling, 2005.
143      !!---------------------------------------------------------------------
144      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  kt                  ! ocean time-step index
145      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  Kbb, Kmm, Krhs, Kaa ! ocean time level indices
146      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(inout) ::  puu, pvv            ! ocean velocities and RHS of momentum equation
147      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpt)    , INTENT(inout) ::  pssh, puu_b, pvv_b  ! SSH and barotropic velocities at main time levels
148      !
149      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn        ! dummy loop indices
150      LOGICAL  ::   ll_fw_start           ! =T : forward integration
151      LOGICAL  ::   ll_init               ! =T : special startup of 2d equations
152      INTEGER  ::   noffset               ! local integers  : time offset for bdy update
153      REAL(wp) ::   r1_Dt_b, z1_hu, z1_hv          ! local scalars
154      REAL(wp) ::   za0, za1, za2, za3              !   -      -
155      REAL(wp) ::   zztmp, zldg               !   -      -
156      REAL(wp) ::   zhu_bck, zhv_bck, zhdiv         !   -      -
157      REAL(wp) ::   zun_save, zvn_save              !   -      -
158      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zu_trd, zu_frc, zu_spg, zssh_frc
159      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zv_trd, zv_frc, zv_spg
160      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zsshu_a, zhup2_e, zhtp2_e
161      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zsshv_a, zhvp2_e, zsshp2_e
162      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zCdU_u, zCdU_v   ! top/bottom stress at u- & v-points
163      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zhU, zhV         ! fluxes
164      REAL(wp), DIMENSION(jpi, jpj, jpk) :: ze3u, ze3v
165      !
166      REAL(wp) ::   zwdramp                     ! local scalar - only used if ln_wd_dl = .True.
167
168      INTEGER  :: iwdg, jwdg, kwdg   ! short-hand values for the indices of the output point
169
170      REAL(wp) ::   zepsilon, zgamma            !   -      -
171      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) :: zcpx, zcpy   ! Wetting/Dying gravity filter coef.
172      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) :: ztwdmask, zuwdmask, zvwdmask ! ROMS wetting and drying masks at t,u,v points
173      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) :: zuwdav2, zvwdav2    ! averages over the sub-steps of zuwdmask and zvwdmask
174      REAL(wp) ::   zt0substep !   Time of day at the beginning of the time substep
175      !!----------------------------------------------------------------------
176      !
177      IF( ln_wd_il ) ALLOCATE( zcpx(jpi,jpj), zcpy(jpi,jpj) )
178      !                                         !* Allocate temporary arrays
179      IF( ln_wd_dl ) ALLOCATE( ztwdmask(jpi,jpj), zuwdmask(jpi,jpj), zvwdmask(jpi,jpj), zuwdav2(jpi,jpj), zvwdav2(jpi,jpj))
180      !
181      zwdramp = r_rn_wdmin1               ! simplest ramp
182!     zwdramp = 1._wp / (rn_wdmin2 - rn_wdmin1) ! more general ramp
183      !                                         ! inverse of baroclinic time step
184      r1_Dt_b = 1._wp / rDt 
185      !
186      ll_init     = ln_bt_av                    ! if no time averaging, then no specific restart
187      ll_fw_start = .FALSE.
188      !                                         ! time offset in steps for bdy data update
189      IF( .NOT.ln_bt_fw ) THEN   ;   noffset = - nn_e
190      ELSE                       ;   noffset =   0 
191      ENDIF
192      !
193      IF( kt == nit000 ) THEN                   !* initialisation
194         !
195         IF(lwp) WRITE(numout,*)
196         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_spg_ts : surface pressure gradient trend'
197         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~   free surface with time splitting'
198         IF(lwp) WRITE(numout,*)
199         !
200         IF( l_1st_euler )   ll_init=.TRUE.
201         !
202         IF( ln_bt_fw .OR. l_1st_euler ) THEN
203            ll_fw_start =.TRUE.
204            noffset     = 0
205         ELSE
206            ll_fw_start =.FALSE.
207         ENDIF
208         !                    ! Set averaging weights and cycle length:
209         CALL ts_wgt( ln_bt_av, ll_fw_start, icycle, wgtbtp1, wgtbtp2 )
210         !
211      ELSEIF( kt == nit000 + 1 ) THEN           !* initialisation 2nd time-step
212         !
213         IF( .NOT.ln_bt_fw ) THEN
214            ! If we did an Euler timestep on the first timestep we need to reset ll_fw_start
215            ! and the averaging weights. We don't have an easy way of telling whether we did
216            ! an Euler timestep on the first timestep (because l_1st_euler is reset to .false.
217            ! at the end of the first timestep) so just do this in all cases.
218            ll_fw_start = .FALSE.
219            CALL ts_wgt( ln_bt_av, ll_fw_start, icycle, wgtbtp1, wgtbtp2 )
220         ENDIF
221         !
222      ENDIF
223      !
224      ! -----------------------------------------------------------------------------
225      !  Phase 1 : Coupling between general trend and barotropic estimates (1st step)
226      ! -----------------------------------------------------------------------------
227      !     
228      !
229      !                                   !=  zu_frc =  1/H e3*d/dt(Ua)  =!  (Vertical mean of Ua, the 3D trends)
230      !                                   !  ---------------------------  !
231      DO jk = 1 , jpk
232         ze3u(:,:,jk) = e3u(:,:,jk,Kmm)
233         ze3v(:,:,jk) = e3v(:,:,jk,Kmm)
234      END DO
235      !
236      zu_frc(:,:) = SUM( ze3u(:,:,:) * uu(:,:,:,Krhs) * umask(:,:,:) , DIM=3 ) * r1_hu(:,:,Kmm)
237      zv_frc(:,:) = SUM( ze3v(:,:,:) * vv(:,:,:,Krhs) * vmask(:,:,:) , DIM=3 ) * r1_hv(:,:,Kmm)
238      !
239      !
240      !                                   !=  U(Krhs) => baroclinic trend  =!   (remove its vertical mean)
241      DO jk = 1, jpkm1                    !  -----------------------------  !
242         uu(:,:,jk,Krhs) = ( uu(:,:,jk,Krhs) - zu_frc(:,:) ) * umask(:,:,jk)
243         vv(:,:,jk,Krhs) = ( vv(:,:,jk,Krhs) - zv_frc(:,:) ) * vmask(:,:,jk)
244      END DO
245     
246!!gm  Question here when removing the Vertically integrated trends, we remove the vertically integrated NL trends on momentum....
247!!gm  Is it correct to do so ?   I think so...
248     
249      !                                   !=  remove 2D Coriolis and pressure gradient trends  =!
250      !                                   !  -------------------------------------------------  !
251      !
252      IF( kt == nit000 .OR. .NOT. ln_linssh )   CALL dyn_cor_2D_init( Kmm )   ! Set zwz, the barotropic Coriolis force coefficient
253      !       ! recompute zwz = f/depth  at every time step for (.NOT.ln_linssh) as the water colomn height changes
254      !
255      !                                         !* 2D Coriolis trends
256      zhU(:,:) = puu_b(:,:,Kmm) * hu(:,:,Kmm) * e2u(:,:)        ! now fluxes
257      zhV(:,:) = pvv_b(:,:,Kmm) * hv(:,:,Kmm) * e1v(:,:)        ! NB: FULL domain : put a value in last row and column
258      !
259      CALL dyn_cor_2d( ht(:,:), hu(:,:,Kmm), hv(:,:,Kmm), puu_b(:,:,Kmm), pvv_b(:,:,Kmm), zhU, zhV,  &   ! <<== in
260         &                                                                     zu_trd, zv_trd   )   ! ==>> out
261      !
262      IF( .NOT.ln_linssh ) THEN                 !* surface pressure gradient   (variable volume only)
263         !
264         IF( ln_wd_il ) THEN                       ! W/D : limiter applied to spgspg
265            CALL wad_spg( pssh(:,:,Kmm), zcpx, zcpy )          ! Calculating W/D gravity filters, zcpx and zcpy
266            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )                                ! SPG with the application of W/D gravity filters
267               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) - grav * ( pssh(ji+1,jj  ,Kmm) - pssh(ji  ,jj ,Kmm) )   &
268                  &                          * r1_e1u(ji,jj) * zcpx(ji,jj)  * wdrampu(ji,jj)  !jth
269               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) - grav * ( pssh(ji  ,jj+1,Kmm) - pssh(ji  ,jj ,Kmm) )   &
270                  &                          * r1_e2v(ji,jj) * zcpy(ji,jj)  * wdrampv(ji,jj)  !jth
271            END_2D
272         ELSE                                      ! now suface pressure gradient
273            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
274               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) - grav * (  pssh(ji+1,jj  ,Kmm) - pssh(ji  ,jj  ,Kmm)  ) * r1_e1u(ji,jj)
275               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) - grav * (  pssh(ji  ,jj+1,Kmm) - pssh(ji  ,jj  ,Kmm)  ) * r1_e2v(ji,jj) 
276            END_2D
277         ENDIF
278         !
279      ENDIF
280      !
281      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )                          ! Remove coriolis term (and possibly spg) from barotropic trend
282          zu_frc(ji,jj) = zu_frc(ji,jj) - zu_trd(ji,jj) * ssumask(ji,jj)
283          zv_frc(ji,jj) = zv_frc(ji,jj) - zv_trd(ji,jj) * ssvmask(ji,jj)
284      END_2D
285      !
286      !                                   !=  Add bottom stress contribution from baroclinic velocities  =!
287      !                                   !  -----------------------------------------------------------  !
288      CALL dyn_drg_init( Kbb, Kmm, puu, pvv, puu_b ,pvv_b, zu_frc, zv_frc,  zCdU_u, zCdU_v )      ! also provide the barotropic drag coefficients
289      !                                   !=  Add atmospheric pressure forcing  =!
290      !                                   !  ----------------------------------  !
291      IF( ln_apr_dyn ) THEN
292         IF( ln_bt_fw ) THEN                          ! FORWARD integration: use kt+1/2 pressure (NOW+1/2)
293            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
294               zu_frc(ji,jj) = zu_frc(ji,jj) + grav * (  ssh_ib (ji+1,jj  ) - ssh_ib (ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
295               zv_frc(ji,jj) = zv_frc(ji,jj) + grav * (  ssh_ib (ji  ,jj+1) - ssh_ib (ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
296            END_2D
297         ELSE                                         ! CENTRED integration: use kt-1/2 + kt+1/2 pressure (NOW)
298            zztmp = grav * r1_2
299            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
300               zu_frc(ji,jj) = zu_frc(ji,jj) + zztmp * (  ssh_ib (ji+1,jj  ) - ssh_ib (ji,jj)  &
301                    &                                   + ssh_ibb(ji+1,jj  ) - ssh_ibb(ji,jj)  ) * r1_e1u(ji,jj)
302               zv_frc(ji,jj) = zv_frc(ji,jj) + zztmp * (  ssh_ib (ji  ,jj+1) - ssh_ib (ji,jj)  &
303                    &                                   + ssh_ibb(ji  ,jj+1) - ssh_ibb(ji,jj)  ) * r1_e2v(ji,jj)
304            END_2D
305         ENDIF
306      ENDIF
307      !
308      !                                   !=  Add atmospheric pressure forcing  =!
309      !                                   !  ----------------------------------  !
310      IF( ln_bt_fw ) THEN                        ! Add wind forcing
311         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
312            zu_frc(ji,jj) =  zu_frc(ji,jj) + r1_rho0 * utau(ji,jj) * r1_hu(ji,jj,Kmm)
313            zv_frc(ji,jj) =  zv_frc(ji,jj) + r1_rho0 * vtau(ji,jj) * r1_hv(ji,jj,Kmm)
314         END_2D
315      ELSE
316         zztmp = r1_rho0 * r1_2
317         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
318            zu_frc(ji,jj) =  zu_frc(ji,jj) + zztmp * ( utau_b(ji,jj) + utau(ji,jj) ) * r1_hu(ji,jj,Kmm)
319            zv_frc(ji,jj) =  zv_frc(ji,jj) + zztmp * ( vtau_b(ji,jj) + vtau(ji,jj) ) * r1_hv(ji,jj,Kmm)
320         END_2D
321      ENDIF 
322      !
323      !              !----------------!
324      !              !==  sssh_frc  ==!   Right-Hand-Side of the barotropic ssh equation   (over the FULL domain)
325      !              !----------------!
326      !                                   !=  Net water flux forcing applied to a water column  =!
327      !                                   ! ---------------------------------------------------  !
328      IF (ln_bt_fw) THEN                          ! FORWARD integration: use kt+1/2 fluxes (NOW+1/2)
329         zssh_frc(:,:) = r1_rho0 * ( emp(:,:) - rnf(:,:) + fwfisf_cav(:,:) + fwfisf_par(:,:) )
330      ELSE                                        ! CENTRED integration: use kt-1/2 + kt+1/2 fluxes (NOW)
331         zztmp = r1_rho0 * r1_2
332         zssh_frc(:,:) = zztmp * (  emp(:,:)        + emp_b(:,:)                    &
333                &                 - rnf(:,:)        - rnf_b(:,:)                    &
334                &                 + fwfisf_cav(:,:) + fwfisf_cav_b(:,:)             &
335                &                 + fwfisf_par(:,:) + fwfisf_par_b(:,:)             )
336      ENDIF
337      !                                   !=  Add Stokes drift divergence  =!   (if exist)
338      IF( ln_sdw ) THEN                   !  -----------------------------  !
339         zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) + div_sd(:,:)
340      ENDIF
341      !
342      !                                         ! ice sheet coupling
343      IF ( ln_isf .AND. ln_isfcpl ) THEN
344         !
345         ! ice sheet coupling
346         IF( ln_rstart .AND. kt == nit000 ) THEN
347            zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) + risfcpl_ssh(:,:)
348         END IF
349         !
350         ! conservation option
351         IF( ln_isfcpl_cons ) THEN
352            zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) + risfcpl_cons_ssh(:,:)
353         END IF
354         !
355      END IF
356      !
357#if defined key_asminc
358      !                                   !=  Add the IAU weighted SSH increment  =!
359      !                                   !  ------------------------------------  !
360      IF( lk_asminc .AND. ln_sshinc .AND. ln_asmiau ) THEN
361         zssh_frc(:,:) = zssh_frc(:,:) - ssh_iau(:,:)
362      ENDIF
363#endif
364      !                                   != Fill boundary data arrays for AGRIF
365      !                                   ! ------------------------------------
366#if defined key_agrif
367         IF( .NOT.Agrif_Root() ) CALL agrif_dta_ts( kt )
368#endif
369      !
370      ! -----------------------------------------------------------------------
371      !  Phase 2 : Integration of the barotropic equations
372      ! -----------------------------------------------------------------------
373      !
374      !                                             ! ==================== !
375      !                                             !    Initialisations   !
376      !                                             ! ==================== ! 
377      ! Initialize barotropic variables:     
378      IF( ll_init )THEN
379         sshbb_e(:,:) = 0._wp
380         ubb_e  (:,:) = 0._wp
381         vbb_e  (:,:) = 0._wp
382         sshb_e (:,:) = 0._wp
383         ub_e   (:,:) = 0._wp
384         vb_e   (:,:) = 0._wp
385      ENDIF
386      !
387      IF( ln_linssh ) THEN    ! mid-step ocean depth is fixed (hup2_e=hu_n=hu_0)
388         zhup2_e(:,:) = hu(:,:,Kmm)
389         zhvp2_e(:,:) = hv(:,:,Kmm)
390         zhtp2_e(:,:) = ht(:,:)
391      ENDIF
392      !
393      IF (ln_bt_fw) THEN                  ! FORWARD integration: start from NOW fields                   
394         sshn_e(:,:) =    pssh(:,:,Kmm)           
395         un_e  (:,:) =    puu_b(:,:,Kmm)           
396         vn_e  (:,:) =    pvv_b(:,:,Kmm)
397         !
398         hu_e  (:,:) =    hu(:,:,Kmm)       
399         hv_e  (:,:) =    hv(:,:,Kmm) 
400         hur_e (:,:) = r1_hu(:,:,Kmm)   
401         hvr_e (:,:) = r1_hv(:,:,Kmm)
402      ELSE                                ! CENTRED integration: start from BEFORE fields
403         sshn_e(:,:) =    pssh(:,:,Kbb)
404         un_e  (:,:) =    puu_b(:,:,Kbb)         
405         vn_e  (:,:) =    pvv_b(:,:,Kbb)
406         !
407         hu_e  (:,:) =    hu(:,:,Kbb)       
408         hv_e  (:,:) =    hv(:,:,Kbb) 
409         hur_e (:,:) = r1_hu(:,:,Kbb)   
410         hvr_e (:,:) = r1_hv(:,:,Kbb)
411      ENDIF
412      !
413      ! Initialize sums:
414      puu_b  (:,:,Kaa) = 0._wp       ! After barotropic velocities (or transport if flux form)         
415      pvv_b  (:,:,Kaa) = 0._wp
416      pssh  (:,:,Kaa) = 0._wp       ! Sum for after averaged sea level
417      un_adv(:,:) = 0._wp       ! Sum for now transport issued from ts loop
418      vn_adv(:,:) = 0._wp
419      !
420      IF( ln_wd_dl ) THEN
421         zuwdmask(:,:) = 0._wp  ! set to zero for definiteness (not sure this is necessary)
422         zvwdmask(:,:) = 0._wp  !
423         zuwdav2 (:,:) = 0._wp 
424         zvwdav2 (:,:) = 0._wp   
425      END IF 
426
427      !                                             ! ==================== !
428      DO jn = 1, icycle                             !  sub-time-step loop  !
429         !                                          ! ==================== !
430         !
431         l_full_nf_update = jn == icycle   ! false: disable full North fold update (performances) for jn = 1 to icycle-1
432         !
433         !                    !==  Update the forcing ==! (BDY and tides)
434         !
435         IF( ln_bdy      .AND. ln_tide )   CALL bdy_dta_tides( kt, kit=jn, pt_offset= REAL(noffset+1,wp) )
436         ! Update tide potential at the beginning of current time substep
437         IF( ln_tide_pot .AND. ln_tide ) THEN
438            zt0substep = REAL(nsec_day, wp) - 0.5_wp*rn_Dt + (jn + noffset - 1) * rn_Dt / REAL(nn_e, wp)
439            CALL upd_tide(zt0substep, Kmm)
440         END IF
441         !
442         !                    !==  extrapolation at mid-step  ==!   (jn+1/2)
443         !
444         !                       !* Set extrapolation coefficients for predictor step:
445         IF ((jn<3).AND.ll_init) THEN      ! Forward           
446           za1 = 1._wp                                         
447           za2 = 0._wp                       
448           za3 = 0._wp                       
449         ELSE                              ! AB3-AM4 Coefficients: bet=0.281105
450           za1 =  1.781105_wp              ! za1 =   3/2 +   bet
451           za2 = -1.06221_wp               ! za2 = -(1/2 + 2*bet)
452           za3 =  0.281105_wp              ! za3 = bet
453         ENDIF
454         !
455         !                       !* Extrapolate barotropic velocities at mid-step (jn+1/2)
456         !--        m+1/2               m                m-1           m-2       --!
457         !--       u      = (3/2+beta) u   -(1/2+2beta) u      + beta u          --!
458         !-------------------------------------------------------------------------!
459         ua_e(:,:) = za1 * un_e(:,:) + za2 * ub_e(:,:) + za3 * ubb_e(:,:)
460         va_e(:,:) = za1 * vn_e(:,:) + za2 * vb_e(:,:) + za3 * vbb_e(:,:)
461
462         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN                        !* Update ocean depth (variable volume case only)
463            !                                             !  ------------------
464            ! Extrapolate Sea Level at step jit+0.5:
465            !--         m+1/2                 m                  m-1             m-2       --!
466            !--      ssh      = (3/2+beta) ssh   -(1/2+2beta) ssh      + beta ssh          --!
467            !--------------------------------------------------------------------------------!
468            zsshp2_e(:,:) = za1 * sshn_e(:,:)  + za2 * sshb_e(:,:) + za3 * sshbb_e(:,:)
469           
470            ! set wetting & drying mask at tracer points for this barotropic mid-step
471            IF( ln_wd_dl )   CALL wad_tmsk( zsshp2_e, ztwdmask )
472            !
473            !                          ! ocean t-depth at mid-step
474            zhtp2_e(:,:) = ht_0(:,:) + zsshp2_e(:,:)
475            !
476            !                          ! ocean u- and v-depth at mid-step   (separate DO-loops remove the need of a lbc_lnk)
477            DO_2D( 1, 1, 1, 0 )   ! not jpi-column
478               zhup2_e(ji,jj) = hu_0(ji,jj) + r1_2 * r1_e1e2u(ji,jj)                        &
479                    &                              * (  e1e2t(ji  ,jj) * zsshp2_e(ji  ,jj)  &
480                    &                                 + e1e2t(ji+1,jj) * zsshp2_e(ji+1,jj)  ) * ssumask(ji,jj)
481            END_2D
482            DO_2D( 1, 0, 1, 1 )   ! not jpj-row
483               zhvp2_e(ji,jj) = hv_0(ji,jj) + r1_2 * r1_e1e2v(ji,jj)                        &
484                    &                              * (  e1e2t(ji,jj  ) * zsshp2_e(ji,jj  )  &
485                    &                                 + e1e2t(ji,jj+1) * zsshp2_e(ji,jj+1)  ) * ssvmask(ji,jj)
486            END_2D
487            !
488         ENDIF
489         !
490         !                    !==  after SSH  ==!   (jn+1)
491         !
492         !                             ! update (ua_e,va_e) to enforce volume conservation at open boundaries
493         !                             ! values of zhup2_e and zhvp2_e on the halo are not needed in bdy_vol2d
494         IF( ln_bdy .AND. ln_vol ) CALL bdy_vol2d( kt, jn, ua_e, va_e, zhup2_e, zhvp2_e )
495         !     
496         !                             ! resulting flux at mid-step (not over the full domain)
497         zhU(1:jpim1,1:jpj  ) = e2u(1:jpim1,1:jpj  ) * ua_e(1:jpim1,1:jpj  ) * zhup2_e(1:jpim1,1:jpj  )   ! not jpi-column
498         zhV(1:jpi  ,1:jpjm1) = e1v(1:jpi  ,1:jpjm1) * va_e(1:jpi  ,1:jpjm1) * zhvp2_e(1:jpi  ,1:jpjm1)   ! not jpj-row
499         !
500#if defined key_agrif
501         ! Set fluxes during predictor step to ensure volume conservation
502         IF( .NOT.Agrif_Root() .AND. ln_bt_fw ) CALL agrif_dyn_ts_flux( jn, zhU, zhV )
503#endif
504         IF( ln_wd_il )   CALL wad_lmt_bt(zhU, zhV, sshn_e, zssh_frc, rDt_e)    !!gm wad_lmt_bt use of lbc_lnk on zhU, zhV
505
506         IF( ln_wd_dl ) THEN           ! un_e and vn_e are set to zero at faces where
507            !                          ! the direction of the flow is from dry cells
508            CALL wad_Umsk( ztwdmask, zhU, zhV, un_e, vn_e, zuwdmask, zvwdmask )   ! not jpi colomn for U, not jpj row for V
509            !
510         ENDIF   
511         !
512         !
513         !     Compute Sea Level at step jit+1
514         !--           m+1        m                               m+1/2          --!
515         !--        ssh    =  ssh   - delta_t' * [ frc + div( flux      ) ]      --!
516         !-------------------------------------------------------------------------!
517         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
518            zhdiv = (   zhU(ji,jj) - zhU(ji-1,jj) + zhV(ji,jj) - zhV(ji,jj-1)   ) * r1_e1e2t(ji,jj)
519            ssha_e(ji,jj) = (  sshn_e(ji,jj) - rDt_e * ( zssh_frc(ji,jj) + zhdiv )  ) * ssmask(ji,jj)
520         END_2D
521         !
522         CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', ssha_e, 'T', 1._wp,  zhU, 'U', -1._wp,  zhV, 'V', -1._wp )
523         !
524         ! Duplicate sea level across open boundaries (this is only cosmetic if linssh=T)
525         IF( ln_bdy )   CALL bdy_ssh( ssha_e )
526#if defined key_agrif
527         IF( .NOT.Agrif_Root() )   CALL agrif_ssh_ts( jn )
528#endif
529         !
530         !                             ! Sum over sub-time-steps to compute advective velocities
531         za2 = wgtbtp2(jn)             ! zhU, zhV hold fluxes extrapolated at jn+0.5
532         un_adv(:,:) = un_adv(:,:) + za2 * zhU(:,:) * r1_e2u(:,:)
533         vn_adv(:,:) = vn_adv(:,:) + za2 * zhV(:,:) * r1_e1v(:,:)
534         ! sum over sub-time-steps to decide which baroclinic velocities to set to zero (zuwdav2 is only used when ln_wd_dl_bc=True)
535         IF ( ln_wd_dl_bc ) THEN
536            zuwdav2(1:jpim1,1:jpj  ) = zuwdav2(1:jpim1,1:jpj  ) + za2 * zuwdmask(1:jpim1,1:jpj  )   ! not jpi-column
537            zvwdav2(1:jpi  ,1:jpjm1) = zvwdav2(1:jpi  ,1:jpjm1) + za2 * zvwdmask(1:jpi  ,1:jpjm1)   ! not jpj-row
538         END IF
539         !
540         
541         ! Sea Surface Height at u-,v-points (vvl case only)
542         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN                               
543            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
544               zsshu_a(ji,jj) = r1_2 * ssumask(ji,jj) * r1_e1e2u(ji,jj)    &
545                  &              * ( e1e2t(ji  ,jj  )  * ssha_e(ji  ,jj  ) &
546                  &              +   e1e2t(ji+1,jj  )  * ssha_e(ji+1,jj  ) )
547               zsshv_a(ji,jj) = r1_2 * ssvmask(ji,jj) * r1_e1e2v(ji,jj)    &
548                  &              * ( e1e2t(ji  ,jj  )  * ssha_e(ji  ,jj  ) &
549                  &              +   e1e2t(ji  ,jj+1)  * ssha_e(ji  ,jj+1) )
550            END_2D
551         ENDIF   
552         !         
553         ! Half-step back interpolation of SSH for surface pressure computation at step jit+1/2
554         !--            m+1/2           m+1              m               m-1              m-2     --!
555         !--        ssh'    =  za0 * ssh     +  za1 * ssh   +  za2 * ssh      +  za3 * ssh        --!
556         !------------------------------------------------------------------------------------------!
557         CALL ts_bck_interp( jn, ll_init, za0, za1, za2, za3 )   ! coeficients of the interpolation
558         zsshp2_e(:,:) = za0 *  ssha_e(:,:) + za1 *  sshn_e (:,:)   &
559            &          + za2 *  sshb_e(:,:) + za3 *  sshbb_e(:,:)
560         !
561         !                             ! Surface pressure gradient
562         zldg = ( 1._wp - rn_scal_load ) * grav    ! local factor
563         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
564            zu_spg(ji,jj) = - zldg * ( zsshp2_e(ji+1,jj) - zsshp2_e(ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
565            zv_spg(ji,jj) = - zldg * ( zsshp2_e(ji,jj+1) - zsshp2_e(ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
566         END_2D
567         IF( ln_wd_il ) THEN        ! W/D : gravity filters applied on pressure gradient
568            CALL wad_spg( zsshp2_e, zcpx, zcpy )   ! Calculating W/D gravity filters
569            zu_spg(2:jpim1,2:jpjm1) = zu_spg(2:jpim1,2:jpjm1) * zcpx(2:jpim1,2:jpjm1)
570            zv_spg(2:jpim1,2:jpjm1) = zv_spg(2:jpim1,2:jpjm1) * zcpy(2:jpim1,2:jpjm1)
571         ENDIF
572         !
573         ! Add Coriolis trend:
574         ! zwz array below or triads normally depend on sea level with ln_linssh=F and should be updated
575         ! at each time step. We however keep them constant here for optimization.
576         ! Recall that zhU and zhV hold fluxes at jn+0.5 (extrapolated not backward interpolated)
577         CALL dyn_cor_2d( zhtp2_e, zhup2_e, zhvp2_e, ua_e, va_e, zhU, zhV,    zu_trd, zv_trd   )
578         !
579         ! Add tidal astronomical forcing if defined
580         IF ( ln_tide .AND. ln_tide_pot ) THEN
581            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
582               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) + grav * ( pot_astro(ji+1,jj) - pot_astro(ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
583               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) + grav * ( pot_astro(ji,jj+1) - pot_astro(ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
584            END_2D
585         ENDIF
586         !
587         ! Add bottom stresses:
588!jth do implicitly instead
589         IF ( .NOT. ll_wd ) THEN ! Revert to explicit for bit comparison tests in non wad runs
590            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
591               zu_trd(ji,jj) = zu_trd(ji,jj) + zCdU_u(ji,jj) * un_e(ji,jj) * hur_e(ji,jj)
592               zv_trd(ji,jj) = zv_trd(ji,jj) + zCdU_v(ji,jj) * vn_e(ji,jj) * hvr_e(ji,jj)
593            END_2D
594         ENDIF
595         !
596         ! Set next velocities:
597         !     Compute barotropic speeds at step jit+1    (h : total height of the water colomn)
598         !--                              VECTOR FORM
599         !--   m+1                 m               /                                                       m+1/2           \    --!
600         !--  u     =             u   + delta_t' * \         (1-r)*g * grad_x( ssh') -         f * k vect u      +     frc /    --!
601         !--                                                                                                                    --!
602         !--                             FLUX FORM                                                                              --!
603         !--  m+1   __1__  /  m    m               /  m+1/2                             m+1/2              m+1/2    n      \ \  --!
604         !-- u    =   m+1 |  h  * u   + delta_t' * \ h     * (1-r)*g * grad_x( ssh') - h     * f * k vect u      + h * frc /  | --!
605         !--         h     \                                                                                                 /  --!
606         !------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------!
607         IF( ln_dynadv_vec .OR. ln_linssh ) THEN      !* Vector form
608            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
609               ua_e(ji,jj) = (                                 un_e(ji,jj)   & 
610                         &     + rDt_e * (                   zu_spg(ji,jj)   &
611                         &                                 + zu_trd(ji,jj)   &
612                         &                                 + zu_frc(ji,jj) ) & 
613                         &   ) * ssumask(ji,jj)
614
615               va_e(ji,jj) = (                                 vn_e(ji,jj)   &
616                         &     + rDt_e * (                   zv_spg(ji,jj)   &
617                         &                                 + zv_trd(ji,jj)   &
618                         &                                 + zv_frc(ji,jj) ) &
619                         &   ) * ssvmask(ji,jj)
620            END_2D
621            !
622         ELSE                           !* Flux form
623            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
624               !                    ! hu_e, hv_e hold depth at jn,  zhup2_e, zhvp2_e hold extrapolated depth at jn+1/2
625               !                    ! backward interpolated depth used in spg terms at jn+1/2
626               zhu_bck = hu_0(ji,jj) + r1_2*r1_e1e2u(ji,jj) * (  e1e2t(ji  ,jj) * zsshp2_e(ji  ,jj)    &
627                    &                                          + e1e2t(ji+1,jj) * zsshp2_e(ji+1,jj)  ) * ssumask(ji,jj)
628               zhv_bck = hv_0(ji,jj) + r1_2*r1_e1e2v(ji,jj) * (  e1e2t(ji,jj  ) * zsshp2_e(ji,jj  )    &
629                    &                                          + e1e2t(ji,jj+1) * zsshp2_e(ji,jj+1)  ) * ssvmask(ji,jj)
630               !                    ! inverse depth at jn+1
631               z1_hu = ssumask(ji,jj) / ( hu_0(ji,jj) + zsshu_a(ji,jj) + 1._wp - ssumask(ji,jj) )
632               z1_hv = ssvmask(ji,jj) / ( hv_0(ji,jj) + zsshv_a(ji,jj) + 1._wp - ssvmask(ji,jj) )
633               !
634               ua_e(ji,jj) = (               hu_e  (ji,jj) *   un_e (ji,jj)      & 
635                    &            + rDt_e * (  zhu_bck        * zu_spg (ji,jj)  &   !
636                    &                       + zhup2_e(ji,jj) * zu_trd (ji,jj)  &   !
637                    &                       +  hu(ji,jj,Kmm) * zu_frc (ji,jj)  )   ) * z1_hu
638               !
639               va_e(ji,jj) = (               hv_e  (ji,jj) *   vn_e (ji,jj)      &
640                    &            + rDt_e * (  zhv_bck        * zv_spg (ji,jj)  &   !
641                    &                       + zhvp2_e(ji,jj) * zv_trd (ji,jj)  &   !
642                    &                       +  hv(ji,jj,Kmm) * zv_frc (ji,jj)  )   ) * z1_hv
643            END_2D
644         ENDIF
645!jth implicit bottom friction:
646         IF ( ll_wd ) THEN ! revert to explicit for bit comparison tests in non wad runs
647            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
648                  ua_e(ji,jj) =  ua_e(ji,jj) /(1.0 -   rDt_e * zCdU_u(ji,jj) * hur_e(ji,jj))
649                  va_e(ji,jj) =  va_e(ji,jj) /(1.0 -   rDt_e * zCdU_v(ji,jj) * hvr_e(ji,jj))
650            END_2D
651         ENDIF
652       
653         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN !* Update ocean depth (variable volume case only)
654            hu_e (2:jpim1,2:jpjm1) = hu_0(2:jpim1,2:jpjm1) + zsshu_a(2:jpim1,2:jpjm1)
655            hur_e(2:jpim1,2:jpjm1) = ssumask(2:jpim1,2:jpjm1) / ( hu_e(2:jpim1,2:jpjm1) + 1._wp - ssumask(2:jpim1,2:jpjm1) )
656            hv_e (2:jpim1,2:jpjm1) = hv_0(2:jpim1,2:jpjm1) + zsshv_a(2:jpim1,2:jpjm1)
657            hvr_e(2:jpim1,2:jpjm1) = ssvmask(2:jpim1,2:jpjm1) / ( hv_e(2:jpim1,2:jpjm1) + 1._wp - ssvmask(2:jpim1,2:jpjm1) )
658         ENDIF
659         !
660         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN   !* Update ocean depth (variable volume case only)
661            CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', ua_e , 'U', -1._wp, va_e , 'V', -1._wp  &
662                 &                         , hu_e , 'U',  1._wp, hv_e , 'V',  1._wp  &
663                 &                         , hur_e, 'U',  1._wp, hvr_e, 'V',  1._wp  )
664         ELSE
665            CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', ua_e , 'U', -1._wp, va_e , 'V', -1._wp  )
666         ENDIF
667         !                                                 ! open boundaries
668         IF( ln_bdy )   CALL bdy_dyn2d( jn, ua_e, va_e, un_e, vn_e, hur_e, hvr_e, ssha_e )
669#if defined key_agrif                                                           
670         IF( .NOT.Agrif_Root() )  CALL agrif_dyn_ts( jn )  ! Agrif
671#endif
672         !                                             !* Swap
673         !                                             !  ----
674         ubb_e  (:,:) = ub_e  (:,:)
675         ub_e   (:,:) = un_e  (:,:)
676         un_e   (:,:) = ua_e  (:,:)
677         !
678         vbb_e  (:,:) = vb_e  (:,:)
679         vb_e   (:,:) = vn_e  (:,:)
680         vn_e   (:,:) = va_e  (:,:)
681         !
682         sshbb_e(:,:) = sshb_e(:,:)
683         sshb_e (:,:) = sshn_e(:,:)
684         sshn_e (:,:) = ssha_e(:,:)
685
686         !                                             !* Sum over whole bt loop
687         !                                             !  ----------------------
688         za1 = wgtbtp1(jn)                                   
689         IF( ln_dynadv_vec .OR. ln_linssh ) THEN    ! Sum velocities
690            puu_b  (:,:,Kaa) = puu_b  (:,:,Kaa) + za1 * ua_e  (:,:) 
691            pvv_b  (:,:,Kaa) = pvv_b  (:,:,Kaa) + za1 * va_e  (:,:) 
692         ELSE                                       ! Sum transports
693            IF ( .NOT.ln_wd_dl ) THEN 
694               puu_b  (:,:,Kaa) = puu_b  (:,:,Kaa) + za1 * ua_e  (:,:) * hu_e (:,:)
695               pvv_b  (:,:,Kaa) = pvv_b  (:,:,Kaa) + za1 * va_e  (:,:) * hv_e (:,:)
696            ELSE
697               puu_b  (:,:,Kaa) = puu_b  (:,:,Kaa) + za1 * ua_e  (:,:) * hu_e (:,:) * zuwdmask(:,:)
698               pvv_b  (:,:,Kaa) = pvv_b  (:,:,Kaa) + za1 * va_e  (:,:) * hv_e (:,:) * zvwdmask(:,:)
699            END IF
700         ENDIF
701         !                                          ! Sum sea level
702         pssh(:,:,Kaa) = pssh(:,:,Kaa) + za1 * ssha_e(:,:)
703
704         !                                                 ! ==================== !
705      END DO                                               !        end loop      !
706      !                                                    ! ==================== !
707      ! -----------------------------------------------------------------------------
708      ! Phase 3. update the general trend with the barotropic trend
709      ! -----------------------------------------------------------------------------
710      !
711      ! Set advection velocity correction:
712      IF (ln_bt_fw) THEN
713         IF( .NOT.( kt == nit000 .AND. l_1st_euler ) ) THEN
714            DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
715               zun_save = un_adv(ji,jj)
716               zvn_save = vn_adv(ji,jj)
717               !                          ! apply the previously computed correction
718               un_adv(ji,jj) = r1_2 * ( ub2_b(ji,jj) + zun_save - rn_atfp * un_bf(ji,jj) )
719               vn_adv(ji,jj) = r1_2 * ( vb2_b(ji,jj) + zvn_save - rn_atfp * vn_bf(ji,jj) )
720               !                          ! Update corrective fluxes for next time step
721               un_bf(ji,jj)  = rn_atfp * un_bf(ji,jj) + ( zun_save - ub2_b(ji,jj) )
722               vn_bf(ji,jj)  = rn_atfp * vn_bf(ji,jj) + ( zvn_save - vb2_b(ji,jj) )
723               !                          ! Save integrated transport for next computation
724               ub2_b(ji,jj) = zun_save
725               vb2_b(ji,jj) = zvn_save
726            END_2D
727         ELSE
728            un_bf(:,:) = 0._wp            ! corrective fluxes for next time step set to zero
729            vn_bf(:,:) = 0._wp
730            ub2_b(:,:) = un_adv(:,:)      ! Save integrated transport for next computation
731            vb2_b(:,:) = vn_adv(:,:)
732         END IF
733      ENDIF
734
735
736      !
737      ! Update barotropic trend:
738      IF( ln_dynadv_vec .OR. ln_linssh ) THEN
739         DO jk=1,jpkm1
740            puu(:,:,jk,Krhs) = puu(:,:,jk,Krhs) + ( puu_b(:,:,Kaa) - puu_b(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
741            pvv(:,:,jk,Krhs) = pvv(:,:,jk,Krhs) + ( pvv_b(:,:,Kaa) - pvv_b(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
742         END DO
743      ELSE
744         ! At this stage, pssh(:,:,:,Krhs) has been corrected: compute new depths at velocity points
745         DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
746            zsshu_a(ji,jj) = r1_2 * ssumask(ji,jj)  * r1_e1e2u(ji,jj) &
747               &              * ( e1e2t(ji  ,jj) * pssh(ji  ,jj,Kaa)      &
748               &              +   e1e2t(ji+1,jj) * pssh(ji+1,jj,Kaa) )
749            zsshv_a(ji,jj) = r1_2 * ssvmask(ji,jj)  * r1_e1e2v(ji,jj) &
750               &              * ( e1e2t(ji,jj  ) * pssh(ji,jj  ,Kaa)      &
751               &              +   e1e2t(ji,jj+1) * pssh(ji,jj+1,Kaa) )
752         END_2D
753         CALL lbc_lnk_multi( 'dynspg_ts', zsshu_a, 'U', 1._wp, zsshv_a, 'V', 1._wp ) ! Boundary conditions
754         !
755         DO jk=1,jpkm1
756            puu(:,:,jk,Krhs) = puu(:,:,jk,Krhs) + r1_hu(:,:,Kmm) * ( puu_b(:,:,Kaa) - puu_b(:,:,Kbb) * hu(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
757            pvv(:,:,jk,Krhs) = pvv(:,:,jk,Krhs) + r1_hv(:,:,Kmm) * ( pvv_b(:,:,Kaa) - pvv_b(:,:,Kbb) * hv(:,:,Kbb) ) * r1_Dt_b
758         END DO
759         ! Save barotropic velocities not transport:
760         puu_b(:,:,Kaa) =  puu_b(:,:,Kaa) / ( hu_0(:,:) + zsshu_a(:,:) + 1._wp - ssumask(:,:) )
761         pvv_b(:,:,Kaa) =  pvv_b(:,:,Kaa) / ( hv_0(:,:) + zsshv_a(:,:) + 1._wp - ssvmask(:,:) )
762      ENDIF
763
764
765      ! Correct velocities so that the barotropic velocity equals (un_adv, vn_adv) (in all cases) 
766      DO jk = 1, jpkm1
767         puu(:,:,jk,Kmm) = ( puu(:,:,jk,Kmm) + un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm) - puu_b(:,:,Kmm) ) * umask(:,:,jk)
768         pvv(:,:,jk,Kmm) = ( pvv(:,:,jk,Kmm) + vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm) - pvv_b(:,:,Kmm) ) * vmask(:,:,jk)
769      END DO
770
771      IF ( ln_wd_dl .and. ln_wd_dl_bc) THEN
772         DO jk = 1, jpkm1
773            puu(:,:,jk,Kmm) = ( un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm) &
774                       & + zuwdav2(:,:)*(puu(:,:,jk,Kmm) - un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm)) ) * umask(:,:,jk) 
775            pvv(:,:,jk,Kmm) = ( vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm) & 
776                       & + zvwdav2(:,:)*(pvv(:,:,jk,Kmm) - vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm)) ) * vmask(:,:,jk) 
777         END DO
778      END IF
779
780     
781      CALL iom_put(  "ubar", un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm) )    ! barotropic i-current
782      CALL iom_put(  "vbar", vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm) )    ! barotropic i-current
783      !
784#if defined key_agrif
785      ! Save time integrated fluxes during child grid integration
786      ! (used to update coarse grid transports at next time step)
787      !
788      IF( .NOT.Agrif_Root() .AND. ln_bt_fw ) THEN
789         IF( Agrif_NbStepint() == 0 ) THEN
790            ub2_i_b(:,:) = 0._wp
791            vb2_i_b(:,:) = 0._wp
792         END IF
793         !
794         za1 = 1._wp / REAL(Agrif_rhot(), wp)
795         ub2_i_b(:,:) = ub2_i_b(:,:) + za1 * ub2_b(:,:)
796         vb2_i_b(:,:) = vb2_i_b(:,:) + za1 * vb2_b(:,:)
797      ENDIF
798#endif     
799      !                                   !* write time-spliting arrays in the restart
800      IF( lrst_oce .AND.ln_bt_fw )   CALL ts_rst( kt, 'WRITE' )
801      !
802      IF( ln_wd_il )   DEALLOCATE( zcpx, zcpy )
803      IF( ln_wd_dl )   DEALLOCATE( ztwdmask, zuwdmask, zvwdmask, zuwdav2, zvwdav2 )
804      !
805      CALL iom_put( "baro_u" , puu_b(:,:,Kmm) )  ! Barotropic  U Velocity
806      CALL iom_put( "baro_v" , pvv_b(:,:,Kmm) )  ! Barotropic  V Velocity
807      !
808   END SUBROUTINE dyn_spg_ts
809
810
811   SUBROUTINE ts_wgt( ll_av, ll_fw, jpit, zwgt1, zwgt2)
812      !!---------------------------------------------------------------------
813      !!                   ***  ROUTINE ts_wgt  ***
814      !!
815      !! ** Purpose : Set time-splitting weights for temporal averaging (or not)
816      !!----------------------------------------------------------------------
817      LOGICAL, INTENT(in) ::   ll_av      ! temporal averaging=.true.
818      LOGICAL, INTENT(in) ::   ll_fw      ! forward time splitting =.true.
819      INTEGER, INTENT(inout) :: jpit      ! cycle length   
820      REAL(wp), DIMENSION(3*nn_e), INTENT(inout) ::   zwgt1, & ! Primary weights
821                                                         zwgt2    ! Secondary weights
822     
823      INTEGER ::  jic, jn, ji                      ! temporary integers
824      REAL(wp) :: za1, za2
825      !!----------------------------------------------------------------------
826
827      zwgt1(:) = 0._wp
828      zwgt2(:) = 0._wp
829
830      ! Set time index when averaged value is requested
831      IF (ll_fw) THEN
832         jic = nn_e
833      ELSE
834         jic = 2 * nn_e
835      ENDIF
836
837      ! Set primary weights:
838      IF (ll_av) THEN
839           ! Define simple boxcar window for primary weights
840           ! (width = nn_e, centered around jic)     
841         SELECT CASE ( nn_bt_flt )
842              CASE( 0 )  ! No averaging
843                 zwgt1(jic) = 1._wp
844                 jpit = jic
845
846              CASE( 1 )  ! Boxcar, width = nn_e
847                 DO jn = 1, 3*nn_e
848                    za1 = ABS(float(jn-jic))/float(nn_e) 
849                    IF (za1 < 0.5_wp) THEN
850                      zwgt1(jn) = 1._wp
851                      jpit = jn
852                    ENDIF
853                 ENDDO
854
855              CASE( 2 )  ! Boxcar, width = 2 * nn_e
856                 DO jn = 1, 3*nn_e
857                    za1 = ABS(float(jn-jic))/float(nn_e) 
858                    IF (za1 < 1._wp) THEN
859                      zwgt1(jn) = 1._wp
860                      jpit = jn
861                    ENDIF
862                 ENDDO
863              CASE DEFAULT   ;   CALL ctl_stop( 'unrecognised value for nn_bt_flt' )
864         END SELECT
865
866      ELSE ! No time averaging
867         zwgt1(jic) = 1._wp
868         jpit = jic
869      ENDIF
870   
871      ! Set secondary weights
872      DO jn = 1, jpit
873        DO ji = jn, jpit
874             zwgt2(jn) = zwgt2(jn) + zwgt1(ji)
875        END DO
876      END DO
877
878      ! Normalize weigths:
879      za1 = 1._wp / SUM(zwgt1(1:jpit))
880      za2 = 1._wp / SUM(zwgt2(1:jpit))
881      DO jn = 1, jpit
882        zwgt1(jn) = zwgt1(jn) * za1
883        zwgt2(jn) = zwgt2(jn) * za2
884      END DO
885      !
886   END SUBROUTINE ts_wgt
887
888
889   SUBROUTINE ts_rst( kt, cdrw )
890      !!---------------------------------------------------------------------
891      !!                   ***  ROUTINE ts_rst  ***
892      !!
893      !! ** Purpose : Read or write time-splitting arrays in restart file
894      !!----------------------------------------------------------------------
895      INTEGER         , INTENT(in) ::   kt     ! ocean time-step
896      CHARACTER(len=*), INTENT(in) ::   cdrw   ! "READ"/"WRITE" flag
897      !!----------------------------------------------------------------------
898      !
899      IF( TRIM(cdrw) == 'READ' ) THEN        ! Read/initialise
900         !                                   ! ---------------
901         IF( lroxios ) CALL iom_swap( TRIM(crxios_context) )
902         IF( ln_rstart .AND. ln_bt_fw .AND. (.NOT.l_1st_euler) ) THEN    !* Read the restart file
903            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ub2_b'  , ub2_b  (:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )   
904            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vb2_b'  , vb2_b  (:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios ) 
905            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'un_bf'  , un_bf  (:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )   
906            CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vn_bf'  , vn_bf  (:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios ) 
907            IF( .NOT.ln_bt_av ) THEN
908               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'sshbb_e'  , sshbb_e(:,:), cd_type = 'T', psgn =  1._wp, ldxios = lroxios )   
909               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ubb_e'    ,   ubb_e(:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )   
910               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vbb_e'    ,   vbb_e(:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )
911               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'sshb_e'   ,  sshb_e(:,:), cd_type = 'T', psgn =  1._wp, ldxios = lroxios ) 
912               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ub_e'     ,    ub_e(:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )   
913               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vb_e'     ,    vb_e(:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )
914            ENDIF
915#if defined key_agrif
916            ! Read time integrated fluxes
917            IF ( .NOT.Agrif_Root() ) THEN
918               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'ub2_i_b'  , ub2_i_b(:,:), cd_type = 'U', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )   
919               CALL iom_get( numror, jpdom_auto, 'vb2_i_b'  , vb2_i_b(:,:), cd_type = 'V', psgn = -1._wp, ldxios = lroxios )
920            ELSE
921               ub2_i_b(:,:) = 0._wp   ;   vb2_i_b(:,:) = 0._wp   ! used in the 1st update of agrif
922            ENDIF
923#endif
924         ELSE                                   !* Start from rest
925            IF(lwp) WRITE(numout,*)
926            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   start from rest: set barotropic values to 0'
927            ub2_b  (:,:) = 0._wp   ;   vb2_b  (:,:) = 0._wp   ! used in the 1st interpol of agrif
928            un_adv (:,:) = 0._wp   ;   vn_adv (:,:) = 0._wp   ! used in the 1st interpol of agrif
929            un_bf  (:,:) = 0._wp   ;   vn_bf  (:,:) = 0._wp   ! used in the 1st update   of agrif
930#if defined key_agrif
931            ub2_i_b(:,:) = 0._wp   ;   vb2_i_b(:,:) = 0._wp   ! used in the 1st update of agrif
932#endif
933         ENDIF
934         IF( lroxios ) CALL iom_swap( TRIM(cxios_context) )
935         !
936      ELSEIF( TRIM(cdrw) == 'WRITE' ) THEN   ! Create restart file
937         !                                   ! -------------------
938         IF(lwp) WRITE(numout,*) '---- ts_rst ----'
939         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cwxios_context          )
940         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub2_b'   , ub2_b  (:,:), ldxios = lwxios )
941         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb2_b'   , vb2_b  (:,:), ldxios = lwxios )
942         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'un_bf'   , un_bf  (:,:), ldxios = lwxios )
943         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vn_bf'   , vn_bf  (:,:), ldxios = lwxios )
944         !
945         IF (.NOT.ln_bt_av) THEN
946            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshbb_e'  , sshbb_e(:,:), ldxios = lwxios ) 
947            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ubb_e'    ,   ubb_e(:,:), ldxios = lwxios )
948            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vbb_e'    ,   vbb_e(:,:), ldxios = lwxios )
949            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sshb_e'   ,  sshb_e(:,:), ldxios = lwxios )
950            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub_e'     ,    ub_e(:,:), ldxios = lwxios )
951            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb_e'     ,    vb_e(:,:), ldxios = lwxios )
952         ENDIF
953#if defined key_agrif
954         ! Save time integrated fluxes
955         IF ( .NOT.Agrif_Root() ) THEN
956            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ub2_i_b'  , ub2_i_b(:,:), ldxios = lwxios )
957            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'vb2_i_b'  , vb2_i_b(:,:), ldxios = lwxios )
958         ENDIF
959#endif
960         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cxios_context          )
961      ENDIF
962      !
963   END SUBROUTINE ts_rst
964
965
966   SUBROUTINE dyn_spg_ts_init
967      !!---------------------------------------------------------------------
968      !!                   ***  ROUTINE dyn_spg_ts_init  ***
969      !!
970      !! ** Purpose : Set time splitting options
971      !!----------------------------------------------------------------------
972      INTEGER  ::   ji ,jj              ! dummy loop indices
973      REAL(wp) ::   zxr2, zyr2, zcmax   ! local scalar
974      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zcu
975      !!----------------------------------------------------------------------
976      !
977      ! Max courant number for ext. grav. waves
978      !
979      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
980         zxr2 = r1_e1t(ji,jj) * r1_e1t(ji,jj)
981         zyr2 = r1_e2t(ji,jj) * r1_e2t(ji,jj)
982         zcu(ji,jj) = SQRT( grav * MAX(ht_0(ji,jj),0._wp) * (zxr2 + zyr2) )
983      END_2D
984      !
985      zcmax = MAXVAL( zcu(Nis0:Nie0,Njs0:Nje0) )
986      CALL mpp_max( 'dynspg_ts', zcmax )
987
988      ! Estimate number of iterations to satisfy a max courant number= rn_bt_cmax
989      IF( ln_bt_auto )   nn_e = CEILING( rn_Dt / rn_bt_cmax * zcmax)
990     
991      rDt_e = rn_Dt / REAL( nn_e , wp )
992      zcmax = zcmax * rDt_e
993      ! Print results
994      IF(lwp) WRITE(numout,*)
995      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_spg_ts_init : split-explicit free surface'
996      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~~'
997      IF( ln_bt_auto ) THEN
998         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_ts_auto =.true. Automatically set nn_e '
999         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     Max. courant number allowed: ', rn_bt_cmax
1000      ELSE
1001         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_ts_auto=.false.: Use nn_e in namelist   nn_e = ', nn_e
1002      ENDIF
1003
1004      IF(ln_bt_av) THEN
1005         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_av =.true.  ==> Time averaging over nn_e time steps is on '
1006      ELSE
1007         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_av =.false. => No time averaging of barotropic variables '
1008      ENDIF
1009      !
1010      !
1011      IF(ln_bt_fw) THEN
1012         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_fw=.true.  => Forward integration of barotropic variables '
1013      ELSE
1014         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     ln_bt_fw =.false.=> Centred integration of barotropic variables '
1015      ENDIF
1016      !
1017#if defined key_agrif
1018      ! Restrict the use of Agrif to the forward case only
1019!!!      IF( .NOT.ln_bt_fw .AND. .NOT.Agrif_Root() )   CALL ctl_stop( 'AGRIF not implemented if ln_bt_fw=.FALSE.' )
1020#endif
1021      !
1022      IF(lwp) WRITE(numout,*)    '     Time filter choice, nn_bt_flt: ', nn_bt_flt
1023      SELECT CASE ( nn_bt_flt )
1024         CASE( 0 )      ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '           Dirac'
1025         CASE( 1 )      ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '           Boxcar: width = nn_e'
1026         CASE( 2 )      ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '           Boxcar: width = 2*nn_e' 
1027         CASE DEFAULT   ;   CALL ctl_stop( 'unrecognised value for nn_bt_flt: should 0,1, or 2' )
1028      END SELECT
1029      !
1030      IF(lwp) WRITE(numout,*) ' '
1031      IF(lwp) WRITE(numout,*) '     nn_e = ', nn_e
1032      IF(lwp) WRITE(numout,*) '     Barotropic time step [s] is :', rDt_e
1033      IF(lwp) WRITE(numout,*) '     Maximum Courant number is   :', zcmax
1034      !
1035      IF(lwp) WRITE(numout,*)    '     Time diffusion parameter rn_bt_alpha: ', rn_bt_alpha
1036      IF ((ln_bt_av.AND.nn_bt_flt/=0).AND.(rn_bt_alpha>0._wp)) THEN
1037         CALL ctl_stop( 'dynspg_ts ERROR: if rn_bt_alpha > 0, remove temporal averaging' )
1038      ENDIF
1039      !
1040      IF( .NOT.ln_bt_av .AND. .NOT.ln_bt_fw ) THEN
1041         CALL ctl_stop( 'dynspg_ts ERROR: No time averaging => only forward integration is possible' )
1042      ENDIF
1043      IF( zcmax>0.9_wp ) THEN
1044         CALL ctl_stop( 'dynspg_ts ERROR: Maximum Courant number is greater than 0.9: Inc. nn_e !' )         
1045      ENDIF
1046      !
1047      !                             ! Allocate time-splitting arrays
1048      IF( dyn_spg_ts_alloc() /= 0    )   CALL ctl_stop('STOP', 'dyn_spg_init: failed to allocate dynspg_ts  arrays' )
1049      !
1050      !                             ! read restart when needed
1051      CALL ts_rst( nit000, 'READ' )
1052      !
1053   END SUBROUTINE dyn_spg_ts_init
1054
1055   
1056   SUBROUTINE dyn_cor_2D_init( Kmm )
1057      !!---------------------------------------------------------------------
1058      !!                   ***  ROUTINE dyn_cor_2D_init  ***
1059      !!
1060      !! ** Purpose : Set time splitting options
1061      !! Set arrays to remove/compute coriolis trend.
1062      !! Do it once during initialization if volume is fixed, else at each long time step.
1063      !! Note that these arrays are also used during barotropic loop. These are however frozen
1064      !! although they should be updated in the variable volume case. Not a big approximation.
1065      !! To remove this approximation, copy lines below inside barotropic loop
1066      !! and update depths at T-F points (ht and zhf resp.) at each barotropic time step
1067      !!
1068      !! Compute zwz = f / ( height of the water colomn )
1069      !!----------------------------------------------------------------------
1070      INTEGER,  INTENT(in)         ::  Kmm  ! Time index
1071      INTEGER  ::   ji ,jj, jk              ! dummy loop indices
1072      REAL(wp) ::   z1_ht
1073      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zhf
1074      !!----------------------------------------------------------------------
1075      !
1076      SELECT CASE( nvor_scheme )
1077      CASE( np_EEN )                != EEN scheme using e3f energy & enstrophy scheme
1078         SELECT CASE( nn_een_e3f )              !* ff_f/e3 at F-point
1079         CASE ( 0 )                                   ! original formulation  (masked averaging of e3t divided by 4)
1080            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
1081               zwz(ji,jj) =   ( ht(ji  ,jj+1) + ht(ji+1,jj+1) +                    &
1082                    &           ht(ji  ,jj  ) + ht(ji+1,jj  )   ) * 0.25_wp 
1083               IF( zwz(ji,jj) /= 0._wp )   zwz(ji,jj) = ff_f(ji,jj) / zwz(ji,jj)
1084            END_2D
1085         CASE ( 1 )                                   ! new formulation  (masked averaging of e3t divided by the sum of mask)
1086            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
1087               zwz(ji,jj) =             (  ht  (ji  ,jj+1) + ht  (ji+1,jj+1)      &
1088                    &                    + ht  (ji  ,jj  ) + ht  (ji+1,jj  )  )   &
1089                    &       / ( MAX( 1._wp,  ssmask(ji  ,jj+1) + ssmask(ji+1,jj+1)      &
1090                    &                      + ssmask(ji  ,jj  ) + ssmask(ji+1,jj  )  )   )
1091               IF( zwz(ji,jj) /= 0._wp )   zwz(ji,jj) = ff_f(ji,jj) / zwz(ji,jj)
1092            END_2D
1093         END SELECT
1094         CALL lbc_lnk( 'dynspg_ts', zwz, 'F', 1._wp )
1095         !
1096         ftne(1,:) = 0._wp ; ftnw(1,:) = 0._wp ; ftse(1,:) = 0._wp ; ftsw(1,:) = 0._wp
1097         DO_2D( 0, 1, 0, 1 )
1098            ftne(ji,jj) = zwz(ji-1,jj  ) + zwz(ji  ,jj  ) + zwz(ji  ,jj-1)
1099            ftnw(ji,jj) = zwz(ji-1,jj-1) + zwz(ji-1,jj  ) + zwz(ji  ,jj  )
1100            ftse(ji,jj) = zwz(ji  ,jj  ) + zwz(ji  ,jj-1) + zwz(ji-1,jj-1)
1101            ftsw(ji,jj) = zwz(ji  ,jj-1) + zwz(ji-1,jj-1) + zwz(ji-1,jj  )
1102         END_2D
1103         !
1104      CASE( np_EET )                  != EEN scheme using e3t energy conserving scheme
1105         ftne(1,:) = 0._wp ; ftnw(1,:) = 0._wp ; ftse(1,:) = 0._wp ; ftsw(1,:) = 0._wp
1106         DO_2D( 0, 1, 0, 1 )
1107            z1_ht = ssmask(ji,jj) / ( ht(ji,jj) + 1._wp - ssmask(ji,jj) )
1108            ftne(ji,jj) = ( ff_f(ji-1,jj  ) + ff_f(ji  ,jj  ) + ff_f(ji  ,jj-1) ) * z1_ht
1109            ftnw(ji,jj) = ( ff_f(ji-1,jj-1) + ff_f(ji-1,jj  ) + ff_f(ji  ,jj  ) ) * z1_ht
1110            ftse(ji,jj) = ( ff_f(ji  ,jj  ) + ff_f(ji  ,jj-1) + ff_f(ji-1,jj-1) ) * z1_ht
1111            ftsw(ji,jj) = ( ff_f(ji  ,jj-1) + ff_f(ji-1,jj-1) + ff_f(ji-1,jj  ) ) * z1_ht
1112         END_2D
1113         !
1114      CASE( np_ENE, np_ENS , np_MIX )  != all other schemes (ENE, ENS, MIX) except ENT !
1115         !
1116         zwz(:,:) = 0._wp
1117         zhf(:,:) = 0._wp
1118         
1119         !!gm  assume 0 in both cases (which is almost surely WRONG ! ) as hvatf has been removed
1120!!gm    A priori a better value should be something like :
1121!!gm          zhf(i,j) = masked sum of  ht(i,j) , ht(i+1,j) , ht(i,j+1) , (i+1,j+1)
1122!!gm                     divided by the sum of the corresponding mask
1123!!gm
1124!!           
1125         IF( .NOT.ln_sco ) THEN
1126 
1127   !!gm  agree the JC comment  : this should be done in a much clear way
1128 
1129   ! JC: It not clear yet what should be the depth at f-points over land in z-coordinate case
1130   !     Set it to zero for the time being
1131   !              IF( rn_hmin < 0._wp ) THEN    ;   jk = - INT( rn_hmin )                                      ! from a nb of level
1132   !              ELSE                          ;   jk = MINLOC( gdepw_0, mask = gdepw_0 > rn_hmin, dim = 1 )  ! from a depth
1133   !              ENDIF
1134   !              zhf(:,:) = gdepw_0(:,:,jk+1)
1135            !
1136         ELSE
1137            !
1138            !zhf(:,:) = hbatf(:,:)
1139            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
1140               zhf(ji,jj) =    (   ht_0  (ji,jj  ) + ht_0  (ji+1,jj  )          &
1141                    &            + ht_0  (ji,jj+1) + ht_0  (ji+1,jj+1)   )      &
1142                    &     / MAX(   ssmask(ji,jj  ) + ssmask(ji+1,jj  )          &
1143                    &            + ssmask(ji,jj+1) + ssmask(ji+1,jj+1) , 1._wp  )
1144            END_2D
1145         ENDIF
1146         !
1147         DO jj = 1, jpjm1
1148            zhf(:,jj) = zhf(:,jj) * (1._wp- umask(:,jj,1) * umask(:,jj+1,1))
1149         END DO
1150         !
1151         DO jk = 1, jpkm1
1152            DO jj = 1, jpjm1
1153               zhf(:,jj) = zhf(:,jj) + e3f(:,jj,jk) * umask(:,jj,jk) * umask(:,jj+1,jk)
1154            END DO
1155         END DO
1156         CALL lbc_lnk( 'dynspg_ts', zhf, 'F', 1._wp )
1157         ! JC: TBC. hf should be greater than 0
1158         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
1159            IF( zhf(ji,jj) /= 0._wp )   zwz(ji,jj) = 1._wp / zhf(ji,jj)
1160         END_2D
1161         zwz(:,:) = ff_f(:,:) * zwz(:,:)
1162      END SELECT
1163     
1164   END SUBROUTINE dyn_cor_2d_init
1165
1166
1167
1168   SUBROUTINE dyn_cor_2d( pht, phu, phv, punb, pvnb, zhU, zhV,    zu_trd, zv_trd   )
1169      !!---------------------------------------------------------------------
1170      !!                   ***  ROUTINE dyn_cor_2d  ***
1171      !!
1172      !! ** Purpose : Compute u and v coriolis trends
1173      !!----------------------------------------------------------------------
1174      INTEGER  ::   ji ,jj                             ! dummy loop indices
1175      REAL(wp) ::   zx1, zx2, zy1, zy2, z1_hu, z1_hv   !   -      -
1176      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) :: pht, phu, phv, punb, pvnb, zhU, zhV
1177      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(  out) :: zu_trd, zv_trd
1178      !!----------------------------------------------------------------------
1179      SELECT CASE( nvor_scheme )
1180      CASE( np_ENT )                ! enstrophy conserving scheme (f-point)
1181         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1182            z1_hu = ssumask(ji,jj) / ( phu(ji,jj) + 1._wp - ssumask(ji,jj) )
1183            z1_hv = ssvmask(ji,jj) / ( phv(ji,jj) + 1._wp - ssvmask(ji,jj) )
1184            zu_trd(ji,jj) = + r1_4 * r1_e1e2u(ji,jj) * z1_hu                    &
1185               &               * (  e1e2t(ji+1,jj)*pht(ji+1,jj)*ff_t(ji+1,jj) * ( pvnb(ji+1,jj) + pvnb(ji+1,jj-1) )   &
1186               &                  + e1e2t(ji  ,jj)*pht(ji  ,jj)*ff_t(ji  ,jj) * ( pvnb(ji  ,jj) + pvnb(ji  ,jj-1) )   )
1187               !
1188            zv_trd(ji,jj) = - r1_4 * r1_e1e2v(ji,jj) * z1_hv                    &
1189               &               * (  e1e2t(ji,jj+1)*pht(ji,jj+1)*ff_t(ji,jj+1) * ( punb(ji,jj+1) + punb(ji-1,jj+1) )   & 
1190               &                  + e1e2t(ji,jj  )*pht(ji,jj  )*ff_t(ji,jj  ) * ( punb(ji,jj  ) + punb(ji-1,jj  ) )   ) 
1191         END_2D
1192         !         
1193      CASE( np_ENE , np_MIX )        ! energy conserving scheme (t-point) ENE or MIX
1194         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1195            zy1 = ( zhV(ji,jj-1) + zhV(ji+1,jj-1) ) * r1_e1u(ji,jj)
1196            zy2 = ( zhV(ji,jj  ) + zhV(ji+1,jj  ) ) * r1_e1u(ji,jj)
1197            zx1 = ( zhU(ji-1,jj) + zhU(ji-1,jj+1) ) * r1_e2v(ji,jj)
1198            zx2 = ( zhU(ji  ,jj) + zhU(ji  ,jj+1) ) * r1_e2v(ji,jj)
1199            ! energy conserving formulation for planetary vorticity term
1200            zu_trd(ji,jj) =   r1_4 * ( zwz(ji  ,jj-1) * zy1 + zwz(ji,jj) * zy2 )
1201            zv_trd(ji,jj) = - r1_4 * ( zwz(ji-1,jj  ) * zx1 + zwz(ji,jj) * zx2 )
1202         END_2D
1203         !
1204      CASE( np_ENS )                ! enstrophy conserving scheme (f-point)
1205         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1206            zy1 =   r1_8 * ( zhV(ji  ,jj-1) + zhV(ji+1,jj-1) &
1207              &            + zhV(ji  ,jj  ) + zhV(ji+1,jj  ) ) * r1_e1u(ji,jj)
1208            zx1 = - r1_8 * ( zhU(ji-1,jj  ) + zhU(ji-1,jj+1) &
1209              &            + zhU(ji  ,jj  ) + zhU(ji  ,jj+1) ) * r1_e2v(ji,jj)
1210            zu_trd(ji,jj)  = zy1 * ( zwz(ji  ,jj-1) + zwz(ji,jj) )
1211            zv_trd(ji,jj)  = zx1 * ( zwz(ji-1,jj  ) + zwz(ji,jj) )
1212         END_2D
1213         !
1214      CASE( np_EET , np_EEN )      ! energy & enstrophy scheme (using e3t or e3f)         
1215         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1216            zu_trd(ji,jj) = + r1_12 * r1_e1u(ji,jj) * (  ftne(ji,jj  ) * zhV(ji  ,jj  ) &
1217             &                                         + ftnw(ji+1,jj) * zhV(ji+1,jj  ) &
1218             &                                         + ftse(ji,jj  ) * zhV(ji  ,jj-1) &
1219             &                                         + ftsw(ji+1,jj) * zhV(ji+1,jj-1) )
1220            zv_trd(ji,jj) = - r1_12 * r1_e2v(ji,jj) * (  ftsw(ji,jj+1) * zhU(ji-1,jj+1) &
1221             &                                         + ftse(ji,jj+1) * zhU(ji  ,jj+1) &
1222             &                                         + ftnw(ji,jj  ) * zhU(ji-1,jj  ) &
1223             &                                         + ftne(ji,jj  ) * zhU(ji  ,jj  ) )
1224         END_2D
1225         !
1226      END SELECT
1227      !
1228   END SUBROUTINE dyn_cor_2D
1229
1230
1231   SUBROUTINE wad_tmsk( pssh, ptmsk )
1232      !!----------------------------------------------------------------------
1233      !!                  ***  ROUTINE wad_lmt  ***
1234      !!                   
1235      !! ** Purpose :   set wetting & drying mask at tracer points
1236      !!              for the current barotropic sub-step
1237      !!
1238      !! ** Method  :   ???
1239      !!
1240      !! ** Action  :  ptmsk : wetting & drying t-mask
1241      !!----------------------------------------------------------------------
1242      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   pssh    !
1243      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(  out) ::   ptmsk   !
1244      !
1245      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
1246      !!----------------------------------------------------------------------
1247      !
1248      IF( ln_wd_dl_rmp ) THEN     
1249         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
1250            IF    ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >  2._wp * rn_wdmin1 ) THEN 
1251               !           IF    ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >          rn_wdmin2 ) THEN
1252               ptmsk(ji,jj) = 1._wp
1253            ELSEIF( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >          rn_wdmin1 ) THEN
1254               ptmsk(ji,jj) = TANH( 50._wp*( ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) -  rn_wdmin1 )*r_rn_wdmin1) )
1255            ELSE
1256               ptmsk(ji,jj) = 0._wp
1257            ENDIF
1258         END_2D
1259      ELSE 
1260         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
1261            IF ( pssh(ji,jj) + ht_0(ji,jj) >  rn_wdmin1 ) THEN   ;   ptmsk(ji,jj) = 1._wp
1262            ELSE                                                 ;   ptmsk(ji,jj) = 0._wp
1263            ENDIF
1264         END_2D
1265      ENDIF
1266      !
1267   END SUBROUTINE wad_tmsk
1268
1269
1270   SUBROUTINE wad_Umsk( pTmsk, phU, phV, pu, pv, pUmsk, pVmsk )
1271      !!----------------------------------------------------------------------
1272      !!                  ***  ROUTINE wad_lmt  ***
1273      !!                   
1274      !! ** Purpose :   set wetting & drying mask at tracer points
1275      !!              for the current barotropic sub-step
1276      !!
1277      !! ** Method  :   ???
1278      !!
1279      !! ** Action  :  ptmsk : wetting & drying t-mask
1280      !!----------------------------------------------------------------------
1281      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   pTmsk              ! W & D t-mask
1282      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(inout) ::   phU, phV, pu, pv   ! ocean velocities and transports
1283      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(inout) ::   pUmsk, pVmsk       ! W & D u- and v-mask
1284      !
1285      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
1286      !!----------------------------------------------------------------------
1287      !
1288      DO_2D( 1, 1, 1, 0 )   ! not jpi-column
1289         IF ( phU(ji,jj) > 0._wp ) THEN   ;   pUmsk(ji,jj) = pTmsk(ji  ,jj) 
1290         ELSE                             ;   pUmsk(ji,jj) = pTmsk(ji+1,jj) 
1291         ENDIF
1292         phU(ji,jj) = pUmsk(ji,jj)*phU(ji,jj)
1293         pu (ji,jj) = pUmsk(ji,jj)*pu (ji,jj)
1294      END_2D
1295      !
1296      DO_2D( 1, 0, 1, 1 )   ! not jpj-row
1297         IF ( phV(ji,jj) > 0._wp ) THEN   ;   pVmsk(ji,jj) = pTmsk(ji,jj  )
1298         ELSE                             ;   pVmsk(ji,jj) = pTmsk(ji,jj+1) 
1299         ENDIF
1300         phV(ji,jj) = pVmsk(ji,jj)*phV(ji,jj) 
1301         pv (ji,jj) = pVmsk(ji,jj)*pv (ji,jj)
1302      END_2D
1303      !
1304   END SUBROUTINE wad_Umsk
1305
1306
1307   SUBROUTINE wad_spg( pshn, zcpx, zcpy )
1308      !!---------------------------------------------------------------------
1309      !!                   ***  ROUTINE  wad_sp  ***
1310      !!
1311      !! ** Purpose :
1312      !!----------------------------------------------------------------------
1313      INTEGER  ::   ji ,jj               ! dummy loop indices
1314      LOGICAL  ::   ll_tmp1, ll_tmp2
1315      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) :: pshn
1316      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(inout) :: zcpx, zcpy
1317      !!----------------------------------------------------------------------
1318      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1319         ll_tmp1 = MIN(  pshn(ji,jj)               ,  pshn(ji+1,jj) ) >                &
1320              &      MAX( -ht_0(ji,jj)               , -ht_0(ji+1,jj) ) .AND.            &
1321              &      MAX(  pshn(ji,jj) + ht_0(ji,jj) ,  pshn(ji+1,jj) + ht_0(ji+1,jj) )  &
1322              &                                                         > rn_wdmin1 + rn_wdmin2
1323         ll_tmp2 = ( ABS( pshn(ji+1,jj)            -  pshn(ji  ,jj))  > 1.E-12 ).AND.( &
1324              &      MAX(   pshn(ji,jj)              ,  pshn(ji+1,jj) ) >                &
1325              &      MAX(  -ht_0(ji,jj)              , -ht_0(ji+1,jj) ) + rn_wdmin1 + rn_wdmin2 )
1326         IF(ll_tmp1) THEN
1327            zcpx(ji,jj) = 1.0_wp
1328         ELSEIF(ll_tmp2) THEN
1329            ! no worries about  pshn(ji+1,jj) -  pshn(ji  ,jj) = 0, it won't happen ! here
1330            zcpx(ji,jj) = ABS( (pshn(ji+1,jj) + ht_0(ji+1,jj) - pshn(ji,jj) - ht_0(ji,jj)) &
1331                 &           / (pshn(ji+1,jj) - pshn(ji  ,jj)) )
1332            zcpx(ji,jj) = max(min( zcpx(ji,jj) , 1.0_wp),0.0_wp)
1333         ELSE
1334            zcpx(ji,jj) = 0._wp
1335         ENDIF
1336         !
1337         ll_tmp1 = MIN(  pshn(ji,jj)               ,  pshn(ji,jj+1) ) >                &
1338              &      MAX( -ht_0(ji,jj)               , -ht_0(ji,jj+1) ) .AND.            &
1339              &      MAX(  pshn(ji,jj) + ht_0(ji,jj) ,  pshn(ji,jj+1) + ht_0(ji,jj+1) )  &
1340              &                                                       > rn_wdmin1 + rn_wdmin2
1341         ll_tmp2 = ( ABS( pshn(ji,jj)              -  pshn(ji,jj+1))  > 1.E-12 ).AND.( &
1342              &      MAX(   pshn(ji,jj)              ,  pshn(ji,jj+1) ) >                &
1343              &      MAX(  -ht_0(ji,jj)              , -ht_0(ji,jj+1) ) + rn_wdmin1 + rn_wdmin2 )
1344         
1345         IF(ll_tmp1) THEN
1346            zcpy(ji,jj) = 1.0_wp
1347         ELSE IF(ll_tmp2) THEN
1348            ! no worries about  pshn(ji,jj+1) -  pshn(ji,jj  ) = 0, it won't happen ! here
1349            zcpy(ji,jj) = ABS( (pshn(ji,jj+1) + ht_0(ji,jj+1) - pshn(ji,jj) - ht_0(ji,jj)) &
1350                 &           / (pshn(ji,jj+1) - pshn(ji,jj  )) )
1351            zcpy(ji,jj) = MAX(  0._wp , MIN( zcpy(ji,jj) , 1.0_wp )  )
1352         ELSE
1353            zcpy(ji,jj) = 0._wp
1354         ENDIF
1355      END_2D
1356           
1357   END SUBROUTINE wad_spg
1358     
1359
1360
1361   SUBROUTINE dyn_drg_init( Kbb, Kmm, puu, pvv, puu_b ,pvv_b, pu_RHSi, pv_RHSi, pCdU_u, pCdU_v )
1362      !!----------------------------------------------------------------------
1363      !!                  ***  ROUTINE dyn_drg_init  ***
1364      !!                   
1365      !! ** Purpose : - add the baroclinic top/bottom drag contribution to
1366      !!              the baroclinic part of the barotropic RHS
1367      !!              - compute the barotropic drag coefficients
1368      !!
1369      !! ** Method  :   computation done over the INNER domain only
1370      !!----------------------------------------------------------------------
1371      INTEGER                             , INTENT(in   ) ::  Kbb, Kmm           ! ocean time level indices
1372      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(in   ) ::  puu, pvv           ! ocean velocities and RHS of momentum equation
1373      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpt)    , INTENT(in   ) ::  puu_b, pvv_b       ! barotropic velocities at main time levels
1374      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)        , INTENT(inout) ::  pu_RHSi, pv_RHSi   ! baroclinic part of the barotropic RHS
1375      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)        , INTENT(  out) ::  pCdU_u , pCdU_v    ! barotropic drag coefficients
1376      !
1377      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
1378      INTEGER  ::   ikbu, ikbv, iktu, iktv
1379      REAL(wp) ::   zztmp
1380      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zu_i, zv_i
1381      !!----------------------------------------------------------------------
1382      !
1383      !                    !==  Set the barotropic drag coef.  ==!
1384      !
1385      IF( ln_isfcav.OR.ln_drgice_imp ) THEN          ! top+bottom friction (ocean cavities)
1386         
1387         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1388            pCdU_u(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) + rCdU_top(ji+1,jj)+rCdU_top(ji,jj) )
1389            pCdU_v(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) + rCdU_top(ji,jj+1)+rCdU_top(ji,jj) )
1390         END_2D
1391      ELSE                          ! bottom friction only
1392         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1393            pCdU_u(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) )
1394            pCdU_v(ji,jj) = r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) )
1395         END_2D
1396      ENDIF
1397      !
1398      !                    !==  BOTTOM stress contribution from baroclinic velocities  ==!
1399      !
1400      IF( ln_bt_fw ) THEN                 ! FORWARD integration: use NOW bottom baroclinic velocities
1401         
1402         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1403            ikbu = mbku(ji,jj)       
1404            ikbv = mbkv(ji,jj)   
1405            zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,ikbu,Kmm) - puu_b(ji,jj,Kmm)
1406            zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,ikbv,Kmm) - pvv_b(ji,jj,Kmm)
1407         END_2D
1408      ELSE                                ! CENTRED integration: use BEFORE bottom baroclinic velocities
1409         
1410         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1411            ikbu = mbku(ji,jj)       
1412            ikbv = mbkv(ji,jj)   
1413            zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,ikbu,Kbb) - puu_b(ji,jj,Kbb)
1414            zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,ikbv,Kbb) - pvv_b(ji,jj,Kbb)
1415         END_2D
1416      ENDIF
1417      !
1418      IF( ln_wd_il ) THEN      ! W/D : use the "clipped" bottom friction   !!gm   explain WHY, please !
1419         zztmp = -1._wp / rDt_e
1420         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1421            pu_RHSi(ji,jj) = pu_RHSi(ji,jj) + zu_i(ji,jj) *  wdrampu(ji,jj) * MAX(                                 & 
1422                 &                              r1_hu(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) ) , zztmp  )
1423            pv_RHSi(ji,jj) = pv_RHSi(ji,jj) + zv_i(ji,jj) *  wdrampv(ji,jj) * MAX(                                 & 
1424                 &                              r1_hv(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) ) , zztmp  )
1425         END_2D
1426      ELSE                    ! use "unclipped" drag (even if explicit friction is used in 3D calculation)
1427         
1428         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1429            pu_RHSi(ji,jj) = pu_RHSi(ji,jj) + r1_hu(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji+1,jj)+rCdU_bot(ji,jj) ) * zu_i(ji,jj)
1430            pv_RHSi(ji,jj) = pv_RHSi(ji,jj) + r1_hv(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_bot(ji,jj+1)+rCdU_bot(ji,jj) ) * zv_i(ji,jj)
1431         END_2D
1432      END IF
1433      !
1434      !                    !==  TOP stress contribution from baroclinic velocities  ==!   (no W/D case)
1435      !
1436      IF( ln_isfcav.OR.ln_drgice_imp ) THEN
1437         !
1438         IF( ln_bt_fw ) THEN                ! FORWARD integration: use NOW top baroclinic velocity
1439           
1440            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1441               iktu = miku(ji,jj)
1442               iktv = mikv(ji,jj)
1443               zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,iktu,Kmm) - puu_b(ji,jj,Kmm)
1444               zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,iktv,Kmm) - pvv_b(ji,jj,Kmm)
1445            END_2D
1446         ELSE                                ! CENTRED integration: use BEFORE top baroclinic velocity
1447           
1448            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1449               iktu = miku(ji,jj)
1450               iktv = mikv(ji,jj)
1451               zu_i(ji,jj) = puu(ji,jj,iktu,Kbb) - puu_b(ji,jj,Kbb)
1452               zv_i(ji,jj) = pvv(ji,jj,iktv,Kbb) - pvv_b(ji,jj,Kbb)
1453            END_2D
1454         ENDIF
1455         !
1456         !                    ! use "unclipped" top drag (even if explicit friction is used in 3D calculation)
1457         
1458         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
1459            pu_RHSi(ji,jj) = pu_RHSi(ji,jj) + r1_hu(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_top(ji+1,jj)+rCdU_top(ji,jj) ) * zu_i(ji,jj)
1460            pv_RHSi(ji,jj) = pv_RHSi(ji,jj) + r1_hv(ji,jj,Kmm) * r1_2*( rCdU_top(ji,jj+1)+rCdU_top(ji,jj) ) * zv_i(ji,jj)
1461         END_2D
1462         !
1463      ENDIF
1464      !
1465   END SUBROUTINE dyn_drg_init
1466
1467   SUBROUTINE ts_bck_interp( jn, ll_init,       &   ! <== in
1468      &                      za0, za1, za2, za3 )   ! ==> out
1469      !!----------------------------------------------------------------------
1470      INTEGER ,INTENT(in   ) ::   jn                   ! index of sub time step
1471      LOGICAL ,INTENT(in   ) ::   ll_init              !
1472      REAL(wp),INTENT(  out) ::   za0, za1, za2, za3   ! Half-step back interpolation coefficient
1473      !
1474      REAL(wp) ::   zepsilon, zgamma                   !   -      -
1475      !!----------------------------------------------------------------------
1476      !                             ! set Half-step back interpolation coefficient
1477      IF    ( jn==1 .AND. ll_init ) THEN   !* Forward-backward
1478         za0 = 1._wp                       
1479         za1 = 0._wp                           
1480         za2 = 0._wp
1481         za3 = 0._wp
1482      ELSEIF( jn==2 .AND. ll_init ) THEN   !* AB2-AM3 Coefficients; bet=0 ; gam=-1/6 ; eps=1/12
1483         za0 = 1.0833333333333_wp                 ! za0 = 1-gam-eps
1484         za1 =-0.1666666666666_wp                 ! za1 = gam
1485         za2 = 0.0833333333333_wp                 ! za2 = eps
1486         za3 = 0._wp             
1487      ELSE                                 !* AB3-AM4 Coefficients; bet=0.281105 ; eps=0.013 ; gam=0.0880
1488         IF( rn_bt_alpha == 0._wp ) THEN      ! Time diffusion 
1489            za0 = 0.614_wp                        ! za0 = 1/2 +   gam + 2*eps
1490            za1 = 0.285_wp                        ! za1 = 1/2 - 2*gam - 3*eps
1491            za2 = 0.088_wp                        ! za2 = gam
1492            za3 = 0.013_wp                        ! za3 = eps
1493         ELSE                                 ! no time diffusion
1494            zepsilon = 0.00976186_wp - 0.13451357_wp * rn_bt_alpha
1495            zgamma   = 0.08344500_wp - 0.51358400_wp * rn_bt_alpha
1496            za0 = 0.5_wp + zgamma + 2._wp * rn_bt_alpha + 2._wp * zepsilon
1497            za1 = 1._wp - za0 - zgamma - zepsilon
1498            za2 = zgamma
1499            za3 = zepsilon
1500         ENDIF
1501      ENDIF
1502   END SUBROUTINE ts_bck_interp
1503
1504
1505   !!======================================================================
1506END MODULE dynspg_ts
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.