source: palm/trunk/SOURCE/average_3d_data.f90 @ 3933

Last change on this file since 3933 was 3933, checked in by kanani, 5 years ago

Bugfixes and clean-up for output quantity theta_2m*

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 18.2 KB
RevLine 
[1682]1!> @file average_3d_data.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[2696]3! This file is part of the PALM model system.
[1036]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!
[3655]17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[484]20! Current revisions:
[1]21! -----------------
[3589]22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: average_3d_data.f90 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani $
[3933]27! Bugfix in CASE theta_2m*, removal of redundant code
28!
29! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
[3773]30! Added output of theta_2m*_xy_av
31!
32! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
[3637]33! Implementation of the PALM module interface
34!
35! 3597 2018-12-04 08:40:18Z maronga
[3597]36! Added theta_2m
37!
38! 3589 2018-11-30 15:09:51Z suehring
[3582]39! Move the control parameter "salsa" from salsa_mod to control_parameters
40! (M. Kurppa)
41!
[3589]42! 3582 2018-11-29 19:16:36Z suehring
[3569]43! dom_dwd_user:
44! Clean up biometeorology call
45!
46! 3525 2018-11-14 16:06:14Z kanani
[3525]47! Changes related to clean-up of biometeorology (dom_dwd_user)
[3467]48!
[3525]49! 3467 2018-10-30 19:05:21Z suehring
50! Implementation of a new aerosol module salsa.
51!
[3467]52! 3448 2018-10-29 18:14:31Z kanani
[3448]53! Adjustment of biometeorology calls
54!
55! 3421 2018-10-24 18:39:32Z gronemeier
[3421]56! Renamed output variables
57!
58! 3419 2018-10-24 17:27:31Z gronemeier
[3337]59! (from resler branch)
60! Add biometeorology output,
61! fix for chemistry output,
62! move of urban surface output
63!
64! 3294 2018-10-01 02:37:10Z raasch
[3294]65! changes concerning modularization of ocean option
66!
67! 3274 2018-09-24 15:42:55Z knoop
[3274]68! Modularization of all bulk cloud physics code components
69!
70! 3004 2018-04-27 12:33:25Z Giersch
[3004]71! Further allocation checks implemented, case z0q* added
72!
73! 2885 2018-03-14 11:02:46Z Giersch
[2817]74! Preliminary gust module interface implemented
75!
76! 2797 2018-02-08 13:24:35Z suehring
[2797]77! Enable output of ground-heat flux also at urban surfaces.
78!
79! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
[2766]80! Removed preprocessor directive __chem
81!
82! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
[2742]83! Enable output of surface temperature
84!
85! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
[2735]86! output of r_a moved from land-surface to consider also urban-type surfaces
87!
88! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
[2716]89! Corrected "Former revisions" section
90!
91! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
92! Change in file header (GPL part)
[2696]93! Implement call for turbulence_closure_mod (TG)
94! Implementation of chemistry module (FK)
95!
96! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
[2292]97! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
98! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
[3467]99! and cloud water content (qc). 
[2292]100!
101! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
[1321]102!
[2233]103! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
104! Adjustments to new surface concept - additional ghost point exchange
105! of surface variable required
106!
[2032]107! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
108! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
109!
[2012]110! 2011 2016-09-19 17:29:57Z kanani
111! Flag urban_surface is now defined in module control_parameters,
112! changed prefix for urban surface model output to "usm_",
113! introduced control parameter varnamelength for LEN of trimvar.
114!
[2008]115! 2007 2016-08-24 15:47:17Z kanani
116! Added support for new urban surface model (temporary modifications of
117! SELECT CASE ( ) necessary, see variable trimvar),
118! added comments in variable declaration section
119!
[2001]120! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
121! Forced header and separation lines into 80 columns
122!
[1973]123! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
124! Output of land surface quantities is now done directly in the respective module
125!
[1961]126! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
127! Treat humidity and passive scalar separately
128!
[1692]129! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
130! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
131!
[1683]132! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
133! Code annotations made doxygen readable
134!
[1586]135! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
136! Adapted for RRTMG
137!
[1556]138! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
139! Added output of r_a and r_s
140!
[1552]141! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
142! Added support for land surface and radiation model parameters.
143!
[1323]144! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
145! REAL functions provided with KIND-attribute
146!
[1321]147! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
[1320]148! ONLY-attribute added to USE-statements,
149! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
150! kinds are defined in new module kinds,
151! revision history before 2012 removed,
152! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
153! all variable declaration statements
[772]154!
[1319]155! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
156! barrier argument removed from cpu_log,
157! module interfaces removed
158!
[1116]159! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
160! +qc
161!
[1054]162! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
163! averaging of nr, qr added
164!
[1037]165! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
166! code put under GPL (PALM 3.9)
167!
[979]168! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
169! +z0h_av
[77]170!
[1]171! Revision 1.1  2006/02/23 09:48:58  raasch
172! Initial revision
173!
174!
175! Description:
176! ------------
[1682]177!> Time-averaging of 3d-data-arrays.
[1]178!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]179 SUBROUTINE average_3d_data
180 
[1]181
182    USE averaging
183
[1320]184    USE control_parameters,                                                    &
[3637]185        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, varnamelength
[1320]186
187    USE cpulog,                                                                &
188        ONLY:  cpu_log, log_point
189
190    USE indices,                                                               &
[2232]191        ONLY:  nbgp, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
[1320]192
193    USE kinds
194
[3637]195    USE module_interface,                                                      &
196        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
[1320]197
[2696]198    USE turbulence_closure_mod,                                                &
199        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
200
[1691]201
[2007]202
[2696]203
[1]204    IMPLICIT NONE
205
[3294]206    INTEGER(iwp) ::  i   !< loop index
207    INTEGER(iwp) ::  ii  !< loop index
208    INTEGER(iwp) ::  j   !< loop index
209    INTEGER(iwp) ::  k   !< loop index
[1]210
[2011]211    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
[1]212
[2007]213
[1]214    CALL cpu_log (log_point(35),'average_3d_data','start')
215
216!
217!-- Check, if averaging is necessary
218    IF ( average_count_3d <= 1 )  RETURN
219
220!
221!-- Loop of all variables to be averaged.
222    DO  ii = 1, doav_n
223
[2007]224       trimvar = TRIM( doav(ii) )
225
226!
[1]227!--    Store the array chosen on the temporary array.
[2007]228       SELECT CASE ( trimvar )
[1]229
230          CASE ( 'e' )
[3004]231             IF ( ALLOCATED( e_av ) ) THEN
232                DO  i = nxlg, nxrg
233                   DO  j = nysg, nyng
234                      DO  k = nzb, nzt+1
235                         e_av(k,j,i) = e_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
236                      ENDDO
[1]237                   ENDDO
238                ENDDO
[3004]239             ENDIF
[1]240
[2797]241          CASE ( 'ghf*' )
[3004]242             IF ( ALLOCATED( ghf_av ) ) THEN
243                DO  i = nxl, nxr
244                   DO  j = nys, nyn
245                      ghf_av(j,i) = ghf_av(j,i)                                   &
246                                    / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
247                   ENDDO
[2797]248                ENDDO
[3004]249                CALL exchange_horiz_2d( ghf_av, nbgp )
250             ENDIF
[2797]251
[354]252          CASE ( 'qsws*' )
[3004]253             IF ( ALLOCATED( qsws_av ) ) THEN
254                DO  i = nxlg, nxrg
255                   DO  j = nysg, nyng
256                      qsws_av(j,i) = qsws_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
257                   ENDDO
[354]258                ENDDO
[3004]259                CALL exchange_horiz_2d( qsws_av, nbgp )
260             ENDIF
[354]261
[3421]262          CASE ( 'thetal' )
[3004]263             IF ( ALLOCATED( lpt_av ) ) THEN
264                DO  i = nxlg, nxrg
265                   DO  j = nysg, nyng
266                      DO  k = nzb, nzt+1
267                         lpt_av(k,j,i) = lpt_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
268                      ENDDO
[771]269                   ENDDO
270                ENDDO
[3004]271             ENDIF
[771]272
[1]273          CASE ( 'lwp*' )
[3004]274             IF ( ALLOCATED( lwp_av ) ) THEN
275                DO  i = nxlg, nxrg
276                   DO  j = nysg, nyng
277                      lwp_av(j,i) = lwp_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
278                   ENDDO
[1]279                ENDDO
[3004]280             ENDIF
[1]281
[1691]282         CASE ( 'ol*' )
[3004]283             IF ( ALLOCATED( ol_av ) ) THEN
284                DO  i = nxlg, nxrg
285                   DO  j = nysg, nyng
286                      ol_av(j,i) = ol_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
287                   ENDDO
[1691]288                ENDDO
[3004]289                CALL exchange_horiz_2d( ol_av, nbgp )
290             ENDIF
[1691]291
[1]292          CASE ( 'p' )
[3004]293             IF ( ALLOCATED( p_av ) ) THEN
294                DO  i = nxlg, nxrg
295                   DO  j = nysg, nyng
296                      DO  k = nzb, nzt+1
297                         p_av(k,j,i) = p_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
298                      ENDDO
[1]299                   ENDDO
300                ENDDO
[3004]301             ENDIF
[1]302
303          CASE ( 'pc' )
[3004]304             IF ( ALLOCATED( pc_av ) ) THEN
305                DO  i = nxl, nxr
306                   DO  j = nys, nyn
307                      DO  k = nzb, nzt+1
308                         pc_av(k,j,i) = pc_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
309                      ENDDO
[1]310                   ENDDO
311                ENDDO
[3004]312             ENDIF
[1]313
314          CASE ( 'pr' )
[3004]315             IF ( ALLOCATED( pr_av ) ) THEN
316                DO  i = nxl, nxr
317                   DO  j = nys, nyn
318                      DO  k = nzb, nzt+1
319                         pr_av(k,j,i) = pr_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
320                      ENDDO
[1]321                   ENDDO
322                ENDDO
[3004]323             ENDIF
[1]324
[3421]325          CASE ( 'theta' )
[3004]326             IF ( ALLOCATED( pt_av ) ) THEN
327                DO  i = nxlg, nxrg
328                   DO  j = nysg, nyng
329                      DO  k = nzb, nzt+1
330                         pt_av(k,j,i) = pt_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
331                      ENDDO
[1]332                   ENDDO
333                ENDDO
[3004]334             ENDIF
[1]335
336          CASE ( 'q' )
[3004]337             IF ( ALLOCATED( q_av ) ) THEN
338                DO  i = nxlg, nxrg
339                   DO  j = nysg, nyng
340                      DO  k = nzb, nzt+1
341                         q_av(k,j,i) = q_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
342                      ENDDO
[1]343                   ENDDO
344                ENDDO
[3004]345             ENDIF
[367]346
[1]347          CASE ( 'ql' )
[3004]348             IF ( ALLOCATED( ql_av ) ) THEN
349                DO  i = nxlg, nxrg
350                   DO  j = nysg, nyng
351                      DO  k = nzb, nzt+1
352                         ql_av(k,j,i) = ql_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
353                      ENDDO
[1]354                   ENDDO
355                ENDDO
[3004]356             ENDIF
[1]357
358          CASE ( 'ql_c' )
[3004]359             IF ( ALLOCATED( ql_c_av ) ) THEN
360                DO  i = nxlg, nxrg
361                   DO  j = nysg, nyng
362                      DO  k = nzb, nzt+1
363                         ql_c_av(k,j,i) = ql_c_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
364                      ENDDO
[1]365                   ENDDO
366                ENDDO
[3004]367             ENDIF
[1]368
369          CASE ( 'ql_v' )
[3004]370             IF ( ALLOCATED( ql_v_av ) ) THEN
371                DO  i = nxlg, nxrg
372                   DO  j = nysg, nyng
373                      DO  k = nzb, nzt+1
374                         ql_v_av(k,j,i) = ql_v_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
375                      ENDDO
[1]376                   ENDDO
377                ENDDO
[3004]378             ENDIF
[1]379
380          CASE ( 'ql_vp' )
[3004]381             IF ( ALLOCATED( ql_vp_av ) ) THEN
382                DO  i = nxlg, nxrg
383                   DO  j = nysg, nyng
384                      DO  k = nzb, nzt+1
385                         ql_vp_av(k,j,i) = ql_vp_av(k,j,i) /                      &
386                                           REAL( average_count_3d, KIND=wp )
387                      ENDDO
[1]388                   ENDDO
389                ENDDO
[3004]390             ENDIF
[1]391
392          CASE ( 'qv' )
[3004]393             IF ( ALLOCATED( qv_av ) ) THEN
394                DO  i = nxlg, nxrg
395                   DO  j = nysg, nyng
396                      DO  k = nzb, nzt+1
397                         qv_av(k,j,i) = qv_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
398                      ENDDO
[1]399                   ENDDO
400                ENDDO
[3004]401             ENDIF
[367]402
[2735]403         CASE ( 'r_a*' )
[3004]404             IF ( ALLOCATED( r_a_av ) ) THEN
405                DO  i = nxlg, nxrg
406                   DO  j = nysg, nyng
407                      r_a_av(j,i) = r_a_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
408                   ENDDO
[2735]409                ENDDO
[3004]410                CALL exchange_horiz_2d( r_a_av, nbgp )
411             ENDIF
[2735]412
[1]413          CASE ( 's' )
[3004]414             IF ( ALLOCATED( s_av ) ) THEN
415                DO  i = nxlg, nxrg
416                   DO  j = nysg, nyng
417                      DO  k = nzb, nzt+1
418                         s_av(k,j,i) = s_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
419                      ENDDO
[1]420                   ENDDO
421                ENDDO
[3004]422             ENDIF
[367]423
[354]424         CASE ( 'shf*' )
[3004]425             IF ( ALLOCATED( shf_av ) ) THEN
426                DO  i = nxlg, nxrg
427                   DO  j = nysg, nyng
428                      shf_av(j,i) = shf_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
429                   ENDDO
[354]430                ENDDO
[3004]431                CALL exchange_horiz_2d( shf_av, nbgp )
432             ENDIF
[367]433
[1960]434          CASE ( 'ssws*' )
[3004]435             IF ( ALLOCATED( ssws_av ) ) THEN
436                DO  i = nxlg, nxrg
437                   DO  j = nysg, nyng
438                      ssws_av(j,i) = ssws_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
439                   ENDDO
[1960]440                ENDDO
[3004]441                CALL exchange_horiz_2d( ssws_av, nbgp )
442             ENDIF
[1960]443
[3773]444         CASE ( 'theta_2m*' )
[3933]445             IF ( ALLOCATED( pt_2m_av ) ) THEN
[3773]446                DO  i = nxlg, nxrg
447                   DO  j = nysg, nyng
448                      pt_2m_av(j,i) = pt_2m_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
449                   ENDDO
450                ENDDO
451                CALL exchange_horiz_2d( pt_2m_av, nbgp )
452             ENDIF
[3933]453
[1]454          CASE ( 't*' )
[3004]455             IF ( ALLOCATED( ts_av ) ) THEN
456                DO  i = nxlg, nxrg
457                   DO  j = nysg, nyng
458                      ts_av(j,i) = ts_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
459                   ENDDO
[1]460                ENDDO
[3004]461                CALL exchange_horiz_2d( ts_av, nbgp )
462             ENDIF
[1]463
[2742]464         CASE ( 'tsurf*' )
[3004]465             IF ( ALLOCATED( tsurf_av ) ) THEN
466                DO  i = nxlg, nxrg
467                   DO  j = nysg, nyng
468                      tsurf_av(j,i) = tsurf_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
469                   ENDDO
[2742]470                ENDDO
[3004]471                CALL exchange_horiz_2d( tsurf_av, nbgp )
472             ENDIF
[2742]473
[1]474          CASE ( 'u' )
[3004]475             IF ( ALLOCATED( u_av ) ) THEN
476                DO  i = nxlg, nxrg
477                   DO  j = nysg, nyng
478                      DO  k = nzb, nzt+1
479                         u_av(k,j,i) = u_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
480                      ENDDO
[1]481                   ENDDO
482                ENDDO
[3004]483             ENDIF
[1]484
[3421]485          CASE ( 'us*' )
[3004]486             IF ( ALLOCATED( us_av ) ) THEN
487                DO  i = nxlg, nxrg
488                   DO  j = nysg, nyng
489                      us_av(j,i) = us_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
490                   ENDDO
[1]491                ENDDO
[3004]492                CALL exchange_horiz_2d( us_av, nbgp )
493             ENDIF
[1]494
495          CASE ( 'v' )
[3004]496             IF ( ALLOCATED( v_av ) ) THEN
497                DO  i = nxlg, nxrg
498                   DO  j = nysg, nyng
499                      DO  k = nzb, nzt+1
500                         v_av(k,j,i) = v_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
501                      ENDDO
[1]502                   ENDDO
503                ENDDO
[3004]504             ENDIF
[1]505
[3421]506          CASE ( 'thetav' )
[3004]507             IF ( ALLOCATED( vpt_av ) ) THEN
508                DO  i = nxlg, nxrg
509                   DO  j = nysg, nyng
510                      DO  k = nzb, nzt+1
511                         vpt_av(k,j,i) = vpt_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
512                      ENDDO
[1]513                   ENDDO
514                ENDDO
[3004]515             ENDIF
[1]516
517          CASE ( 'w' )
[3004]518             IF ( ALLOCATED( w_av ) ) THEN
519                DO  i = nxlg, nxrg
520                   DO  j = nysg, nyng
521                      DO  k = nzb, nzt+1
522                         w_av(k,j,i) = w_av(k,j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
523                      ENDDO
[1]524                   ENDDO
525                ENDDO
[3004]526             ENDIF
[1]527
[72]528          CASE ( 'z0*' )
[3004]529             IF ( ALLOCATED( z0_av ) ) THEN
530                DO  i = nxlg, nxrg
531                   DO  j = nysg, nyng
532                      z0_av(j,i) = z0_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
533                   ENDDO
[72]534                ENDDO
[3004]535                CALL exchange_horiz_2d( z0_av, nbgp )
536             ENDIF
[72]537
[978]538          CASE ( 'z0h*' )
[3004]539             IF ( ALLOCATED( z0h_av ) ) THEN
540                DO  i = nxlg, nxrg
541                   DO  j = nysg, nyng
542                      z0h_av(j,i) = z0h_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
543                   ENDDO
[978]544                ENDDO
[3004]545                CALL exchange_horiz_2d( z0h_av, nbgp )
546             ENDIF
547
548          CASE ( 'z0q*' )
549             IF ( ALLOCATED( z0q_av ) ) THEN
550                DO  i = nxlg, nxrg
551                   DO  j = nysg, nyng
552                      z0q_av(j,i) = z0q_av(j,i) / REAL( average_count_3d, KIND=wp )
553                   ENDDO
554                ENDDO
555                CALL exchange_horiz_2d( z0q_av, nbgp )
556             ENDIF
557
[1]558          CASE DEFAULT
[3294]559
[1976]560!
[3637]561!--          Averaging of data from turbulence closure module
562             CALL tcm_3d_data_averaging( 'average', trimvar )
563!
564!--          Averaging of data from all other modules
565             CALL module_interface_3d_data_averaging( 'average', trimvar )
[1]566
567       END SELECT
568
569    ENDDO
570
571!
572!-- Reset the counter
573    average_count_3d = 0.0
574
[1318]575    CALL cpu_log( log_point(35), 'average_3d_data', 'stop' )
[1]576
577
578 END SUBROUTINE average_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.