source: palm/trunk/SOURCE/average_3d_data.f90 @ 2263

Last change on this file since 2263 was 2233, checked in by suehring, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 14.5 KB
RevLine 
[1682]1!> @file average_3d_data.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]3! This file is part of PALM.
4!
[2000]5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
[1036]9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
[2101]17! Copyright 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[484]20! Current revisions:
[1]21! -----------------
[1552]22!
[2233]23!
[1321]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: average_3d_data.f90 2233 2017-05-30 18:08:54Z schwenkel $
27!
[2233]28! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
29! Adjustments to new surface concept - additional ghost point exchange
30! of surface variable required
31!
[2032]32! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
33! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
34!
[2012]35! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
36! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
37! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
38! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
39!
[2008]40! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
41! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
42! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
43! added comments in variable declaration section
44!
[2001]45! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
46! Forced header and separation lines into 80 columns
47!
[1973]48! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
49! Output of land surface quantities is now done directly in the respective module
50!
[1961]51! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
52! Treat humidity and passive scalar separately
53!
[1692]54! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
55! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
56!
[1683]57! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
58! Code annotations made doxygen readable
59!
[1586]60! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
61! Adapted for RRTMG
62!
[1556]63! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
64! Added output of r_a and r_s
65!
[1552]66! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
67! Added support for land surface and radiation model parameters.
68!
[1323]69! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
70! REAL functions provided with KIND-attribute
71!
[1321]72! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
[1320]73! ONLY-attribute added to USE-statements,
74! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
75! kinds are defined in new module kinds,
76! revision history before 2012 removed,
77! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
78! all variable declaration statements
[772]79!
[1319]80! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
81! barrier argument removed from cpu_log,
82! module interfaces removed
83!
[1116]84! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
85! +qc
86!
[1054]87! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
88! averaging of nr, qr added
89!
[1037]90! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
91! code put under GPL (PALM 3.9)
92!
[979]93! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
94! +z0h_av
[77]95!
[1]96! Revision 1.1  2006/02/23 09:48:58  raasch
97! Initial revision
98!
99!
100! Description:
101! ------------
[1682]102!> Time-averaging of 3d-data-arrays.
[1]103!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]104 SUBROUTINE average_3d_data
105 
[1]106
107    USE averaging
108
[1320]109    USE control_parameters,                                                    &
[2232]110        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, land_surface, urban_surface,    &
111               varnamelength
[1320]112
113    USE cpulog,                                                                &
114        ONLY:  cpu_log, log_point
115
116    USE indices,                                                               &
[2232]117        ONLY:  nbgp, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
[1320]118
119    USE kinds
120
[1551]121    USE land_surface_model_mod,                                                &
[2232]122        ONLY:  lsm_3d_data_averaging
[1320]123
[1551]124    USE radiation_model_mod,                                                   &
[1976]125        ONLY:  radiation, radiation_3d_data_averaging
[1551]126
[2007]127    USE urban_surface_mod,                                                     &
[2011]128        ONLY:  usm_average_3d_data
[1691]129
[2007]130
[1]131    IMPLICIT NONE
132
[2007]133    INTEGER(iwp) ::  i  !< running index
134    INTEGER(iwp) ::  ii !< running index
135    INTEGER(iwp) ::  j  !< running index
136    INTEGER(iwp) ::  k  !< running index
[1]137
[2011]138    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
[1]139
[2007]140
[1]141    CALL cpu_log (log_point(35),'average_3d_data','start')
142
143!
144!-- Check, if averaging is necessary
145    IF ( average_count_3d <= 1 )  RETURN
146
147!
148!-- Loop of all variables to be averaged.
149    DO  ii = 1, doav_n
150
151!
[2007]152!--    Temporary solution to account for data output within the new urban
153!--    surface model (urban_surface_mod.f90), see also SELECT CASE ( trimvar )
154       trimvar = TRIM( doav(ii) )
[2011]155       IF ( urban_surface  .AND.  trimvar(1:4) == 'usm_' )  THEN
[2007]156          trimvar = 'usm_output'
157       ENDIF
158
159!
[1]160!--    Store the array chosen on the temporary array.
[2007]161       SELECT CASE ( trimvar )
[1]162
163          CASE ( 'e' )
[667]164             DO  i = nxlg, nxrg
165                DO  j = nysg, nyng
[1]166                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]167                      e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]168                   ENDDO
169                ENDDO
170             ENDDO
171
[354]172          CASE ( 'qsws*' )
[667]173             DO  i = nxlg, nxrg
174                DO  j = nysg, nyng
[1322]175                   qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[354]176                ENDDO
177             ENDDO
[2232]178             CALL exchange_horiz_2d( qsws_av, nbgp )
[354]179
[771]180          CASE ( 'lpt' )
181             DO  i = nxlg, nxrg
182                DO  j = nysg, nyng
183                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]184                      lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[771]185                   ENDDO
186                ENDDO
187             ENDDO
188
[1]189          CASE ( 'lwp*' )
[667]190             DO  i = nxlg, nxrg
191                DO  j = nysg, nyng
[1322]192                   lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]193                ENDDO
194             ENDDO
195
[1053]196          CASE ( 'nr' )
197             DO  i = nxlg, nxrg
198                DO  j = nysg, nyng
199                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]200                      nr_av(k,j,i) = nr_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1053]201                   ENDDO
202                ENDDO
203             ENDDO
204
[1691]205         CASE ( 'ol*' )
206             DO  i = nxlg, nxrg
207                DO  j = nysg, nyng
208                   ol_av(j,i) = ol_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
209                ENDDO
210             ENDDO
[2232]211             CALL exchange_horiz_2d( ol_av, nbgp )
[1691]212
[1]213          CASE ( 'p' )
[667]214             DO  i = nxlg, nxrg
215                DO  j = nysg, nyng
[1]216                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]217                      p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]218                   ENDDO
219                ENDDO
220             ENDDO
221
222          CASE ( 'pc' )
223             DO  i = nxl, nxr
224                DO  j = nys, nyn
225                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]226                      pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]227                   ENDDO
228                ENDDO
229             ENDDO
230
231          CASE ( 'pr' )
232             DO  i = nxl, nxr
233                DO  j = nys, nyn
234                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]235                      pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]236                   ENDDO
237                ENDDO
238             ENDDO
239
[72]240          CASE ( 'prr*' )
[667]241             DO  i = nxlg, nxrg
242                DO  j = nysg, nyng
[1320]243                   precipitation_rate_av(j,i) = precipitation_rate_av(j,i) /   &
[1322]244                                                REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[72]245                ENDDO
246             ENDDO
247
[1]248          CASE ( 'pt' )
[667]249             DO  i = nxlg, nxrg
250                DO  j = nysg, nyng
[1]251                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]252                      pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]253                   ENDDO
254                ENDDO
255             ENDDO
256
257          CASE ( 'q' )
[667]258             DO  i = nxlg, nxrg
259                DO  j = nysg, nyng
[1]260                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]261                      q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]262                   ENDDO
263                ENDDO
264             ENDDO
[367]265
[1115]266          CASE ( 'qc' )
267             DO  i = nxlg, nxrg
268                DO  j = nysg, nyng
269                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]270                      qc_av(k,j,i) = qc_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1115]271                   ENDDO
272                ENDDO
273             ENDDO
274
[1]275          CASE ( 'ql' )
[667]276             DO  i = nxlg, nxrg
277                DO  j = nysg, nyng
[1]278                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]279                      ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]280                   ENDDO
281                ENDDO
282             ENDDO
283
284          CASE ( 'ql_c' )
[667]285             DO  i = nxlg, nxrg
286                DO  j = nysg, nyng
[1]287                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]288                      ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]289                   ENDDO
290                ENDDO
291             ENDDO
292
293          CASE ( 'ql_v' )
[667]294             DO  i = nxlg, nxrg
295                DO  j = nysg, nyng
[1]296                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]297                      ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]298                   ENDDO
299                ENDDO
300             ENDDO
301
302          CASE ( 'ql_vp' )
[667]303             DO  i = nxlg, nxrg
304                DO  j = nysg, nyng
[1]305                   DO  k = nzb, nzt+1
[1320]306                      ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) /                      &
[1322]307                                        REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]308                   ENDDO
309                ENDDO
310             ENDDO
311
[1053]312          CASE ( 'qr' )
313             DO  i = nxlg, nxrg
314                DO  j = nysg, nyng
315                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]316                      qr_av(k,j,i) = qr_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1053]317                   ENDDO
318                ENDDO
319             ENDDO
320
[1]321          CASE ( 'qv' )
[667]322             DO  i = nxlg, nxrg
323                DO  j = nysg, nyng
[1]324                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]325                      qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]326                   ENDDO
327                ENDDO
328             ENDDO
[367]329
[2031]330          CASE ( 'rho_ocean' )
[667]331             DO  i = nxlg, nxrg
332                DO  j = nysg, nyng
[96]333                   DO  k = nzb, nzt+1
[2031]334                      rho_ocean_av(k,j,i) = rho_ocean_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[96]335                   ENDDO
336                ENDDO
337             ENDDO
[367]338
[1]339          CASE ( 's' )
[667]340             DO  i = nxlg, nxrg
341                DO  j = nysg, nyng
[1]342                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]343                      s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]344                   ENDDO
345                ENDDO
346             ENDDO
[367]347
[96]348          CASE ( 'sa' )
[667]349             DO  i = nxlg, nxrg
350                DO  j = nysg, nyng
[96]351                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]352                      sa_av(k,j,i) = sa_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[96]353                   ENDDO
354                ENDDO
355             ENDDO
[367]356
[354]357         CASE ( 'shf*' )
[667]358             DO  i = nxlg, nxrg
359                DO  j = nysg, nyng
[1322]360                   shf_av(j,i) = shf_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[354]361                ENDDO
362             ENDDO
[2232]363             CALL exchange_horiz_2d( shf_av, nbgp )
[367]364
[1960]365          CASE ( 'ssws*' )
366             DO  i = nxlg, nxrg
367                DO  j = nysg, nyng
368                   ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
369                ENDDO
370             ENDDO
[2232]371             CALL exchange_horiz_2d( ssws_av, nbgp )
[1960]372
[1]373          CASE ( 't*' )
[667]374             DO  i = nxlg, nxrg
375                DO  j = nysg, nyng
[1322]376                   ts_av(j,i) = ts_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]377                ENDDO
378             ENDDO
[2232]379             CALL exchange_horiz_2d( ts_av, nbgp )
[1]380
381          CASE ( 'u' )
[667]382             DO  i = nxlg, nxrg
383                DO  j = nysg, nyng
[1]384                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]385                      u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]386                   ENDDO
387                ENDDO
388             ENDDO
389
390          CASE ( 'u*' )
[667]391             DO  i = nxlg, nxrg
392                DO  j = nysg, nyng
[1322]393                   us_av(j,i) = us_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]394                ENDDO
395             ENDDO
[2232]396             CALL exchange_horiz_2d( us_av, nbgp )
[1]397
398          CASE ( 'v' )
[667]399             DO  i = nxlg, nxrg
400                DO  j = nysg, nyng
[1]401                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]402                      v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]403                   ENDDO
404                ENDDO
405             ENDDO
406
407          CASE ( 'vpt' )
[667]408             DO  i = nxlg, nxrg
409                DO  j = nysg, nyng
[1]410                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]411                      vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]412                   ENDDO
413                ENDDO
414             ENDDO
415
416          CASE ( 'w' )
[667]417             DO  i = nxlg, nxrg
418                DO  j = nysg, nyng
[1]419                   DO  k = nzb, nzt+1
[1322]420                      w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[1]421                   ENDDO
422                ENDDO
423             ENDDO
424
[72]425          CASE ( 'z0*' )
[667]426             DO  i = nxlg, nxrg
427                DO  j = nysg, nyng
[1322]428                   z0_av(j,i) = z0_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[72]429                ENDDO
430             ENDDO
[2232]431             CALL exchange_horiz_2d( z0_av, nbgp )
[72]432
[978]433          CASE ( 'z0h*' )
434             DO  i = nxlg, nxrg
435                DO  j = nysg, nyng
[1322]436                   z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
[978]437                ENDDO
438             ENDDO
[2232]439             CALL exchange_horiz_2d( z0h_av, nbgp )
[2007]440!             
441!--       Block of urban surface model outputs   
442          CASE ( 'usm_output' )
443             CALL usm_average_3d_data( 'average', doav(ii) )
[978]444
[1]445          CASE DEFAULT
446!
[1972]447!--          Land surface quantity
448             IF ( land_surface )  THEN
449                CALL lsm_3d_data_averaging( 'average', doav(ii) )
450             ENDIF
451
452!
[1976]453!--          Radiation quantity
454             IF ( radiation )  THEN
455                CALL radiation_3d_data_averaging( 'average', doav(ii) )
456             ENDIF
457
458!
[1]459!--          User-defined quantity
460             CALL user_3d_data_averaging( 'average', doav(ii) )
461
462       END SELECT
463
464    ENDDO
465
466!
467!-- Reset the counter
468    average_count_3d = 0.0
469
[1318]470    CALL cpu_log( log_point(35), 'average_3d_data', 'stop' )
[1]471
472
473 END SUBROUTINE average_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.