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

Last change on this file since 3933 was 3933, checked in by kanani, 2 years ago

Bugfixes and clean-up for output quantity theta_2m*

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 18.2 KB
Line 
1!> @file average_3d_data.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
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.
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!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: average_3d_data.f90 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani $
27! Bugfix in CASE theta_2m*, removal of redundant code
28!
29! 3773 2019-03-01 08:56:57Z maronga
30! Added output of theta_2m*_xy_av
31!
32! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
33! Implementation of the PALM module interface
34!
35! 3597 2018-12-04 08:40:18Z maronga
36! Added theta_2m
37!
38! 3589 2018-11-30 15:09:51Z suehring
39! Move the control parameter "salsa" from salsa_mod to control_parameters
40! (M. Kurppa)
41!
42! 3582 2018-11-29 19:16:36Z suehring
43! dom_dwd_user:
44! Clean up biometeorology call
45!
46! 3525 2018-11-14 16:06:14Z kanani
47! Changes related to clean-up of biometeorology (dom_dwd_user)
48!
49! 3467 2018-10-30 19:05:21Z suehring
50! Implementation of a new aerosol module salsa.
51!
52! 3448 2018-10-29 18:14:31Z kanani
53! Adjustment of biometeorology calls
54!
55! 3421 2018-10-24 18:39:32Z gronemeier
56! Renamed output variables
57!
58! 3419 2018-10-24 17:27:31Z gronemeier
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
65! changes concerning modularization of ocean option
66!
67! 3274 2018-09-24 15:42:55Z knoop
68! Modularization of all bulk cloud physics code components
69!
70! 3004 2018-04-27 12:33:25Z Giersch
71! Further allocation checks implemented, case z0q* added
72!
73! 2885 2018-03-14 11:02:46Z Giersch
74! Preliminary gust module interface implemented
75!
76! 2797 2018-02-08 13:24:35Z suehring
77! Enable output of ground-heat flux also at urban surfaces.
78!
79! 2766 2018-01-22 17:17:47Z kanani
80! Removed preprocessor directive __chem
81!
82! 2742 2018-01-12 14:59:47Z suehring
83! Enable output of surface temperature
84!
85! 2735 2018-01-11 12:01:27Z suehring
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
89! Corrected "Former revisions" section
90!
91! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
92! Change in file header (GPL part)
93! Implement call for turbulence_closure_mod (TG)
94! Implementation of chemistry module (FK)
95!
96! 2292 2017-06-20 09:51:42Z schwenkel
97! Implementation of new microphysic scheme: cloud_scheme = 'morrison'
98! includes two more prognostic equations for cloud drop concentration (nc) 
99! and cloud water content (qc). 
100!
101! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
102!
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!
107! 2031 2016-10-21 15:11:58Z knoop
108! renamed variable rho to rho_ocean and rho_av to rho_ocean_av
109!
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!
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!
120! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
121! Forced header and separation lines into 80 columns
122!
123! 1972 2016-07-26 07:52:02Z maronga
124! Output of land surface quantities is now done directly in the respective module
125!
126! 1960 2016-07-12 16:34:24Z suehring
127! Treat humidity and passive scalar separately
128!
129! 1691 2015-10-26 16:17:44Z maronga
130! Added output of Obukhov length and radiative heating rates for RRTMG.
131!
132! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
133! Code annotations made doxygen readable
134!
135! 1585 2015-04-30 07:05:52Z maronga
136! Adapted for RRTMG
137!
138! 1555 2015-03-04 17:44:27Z maronga
139! Added output of r_a and r_s
140!
141! 1551 2015-03-03 14:18:16Z maronga
142! Added support for land surface and radiation model parameters.
143!
144! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
145! REAL functions provided with KIND-attribute
146!
147! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
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
154!
155! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
156! barrier argument removed from cpu_log,
157! module interfaces removed
158!
159! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
160! +qc
161!
162! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
163! averaging of nr, qr added
164!
165! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
166! code put under GPL (PALM 3.9)
167!
168! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
169! +z0h_av
170!
171! Revision 1.1  2006/02/23 09:48:58  raasch
172! Initial revision
173!
174!
175! Description:
176! ------------
177!> Time-averaging of 3d-data-arrays.
178!------------------------------------------------------------------------------!
179 SUBROUTINE average_3d_data
180 
181
182    USE averaging
183
184    USE control_parameters,                                                    &
185        ONLY:  average_count_3d, doav, doav_n, varnamelength
186
187    USE cpulog,                                                                &
188        ONLY:  cpu_log, log_point
189
190    USE indices,                                                               &
191        ONLY:  nbgp, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
192
193    USE kinds
194
195    USE module_interface,                                                      &
196        ONLY:  module_interface_3d_data_averaging
197
198    USE turbulence_closure_mod,                                                &
199        ONLY:  tcm_3d_data_averaging
200
201
202
203
204    IMPLICIT NONE
205
206    INTEGER(iwp) ::  i   !< loop index
207    INTEGER(iwp) ::  ii  !< loop index
208    INTEGER(iwp) ::  j   !< loop index
209    INTEGER(iwp) ::  k   !< loop index
210
211    CHARACTER (LEN=varnamelength) ::  trimvar  !< TRIM of output-variable string
212
213
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
224       trimvar = TRIM( doav(ii) )
225
226!
227!--    Store the array chosen on the temporary array.
228       SELECT CASE ( trimvar )
229
230          CASE ( 'e' )
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
237                   ENDDO
238                ENDDO
239             ENDIF
240
241          CASE ( 'ghf*' )
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
248                ENDDO
249                CALL exchange_horiz_2d( ghf_av, nbgp )
250             ENDIF
251
252          CASE ( 'qsws*' )
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
258                ENDDO
259                CALL exchange_horiz_2d( qsws_av, nbgp )
260             ENDIF
261
262          CASE ( 'thetal' )
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
269                   ENDDO
270                ENDDO
271             ENDIF
272
273          CASE ( 'lwp*' )
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
279                ENDDO
280             ENDIF
281
282         CASE ( 'ol*' )
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
288                ENDDO
289                CALL exchange_horiz_2d( ol_av, nbgp )
290             ENDIF
291
292          CASE ( 'p' )
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
299                   ENDDO
300                ENDDO
301             ENDIF
302
303          CASE ( 'pc' )
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
310                   ENDDO
311                ENDDO
312             ENDIF
313
314          CASE ( 'pr' )
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
321                   ENDDO
322                ENDDO
323             ENDIF
324
325          CASE ( 'theta' )
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
332                   ENDDO
333                ENDDO
334             ENDIF
335
336          CASE ( 'q' )
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
343                   ENDDO
344                ENDDO
345             ENDIF
346
347          CASE ( 'ql' )
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
354                   ENDDO
355                ENDDO
356             ENDIF
357
358          CASE ( 'ql_c' )
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
365                   ENDDO
366                ENDDO
367             ENDIF
368
369          CASE ( 'ql_v' )
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
376                   ENDDO
377                ENDDO
378             ENDIF
379
380          CASE ( 'ql_vp' )
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
388                   ENDDO
389                ENDDO
390             ENDIF
391
392          CASE ( 'qv' )
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
399                   ENDDO
400                ENDDO
401             ENDIF
402
403         CASE ( 'r_a*' )
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
409                ENDDO
410                CALL exchange_horiz_2d( r_a_av, nbgp )
411             ENDIF
412
413          CASE ( 's' )
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
420                   ENDDO
421                ENDDO
422             ENDIF
423
424         CASE ( 'shf*' )
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
430                ENDDO
431                CALL exchange_horiz_2d( shf_av, nbgp )
432             ENDIF
433
434          CASE ( 'ssws*' )
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
440                ENDDO
441                CALL exchange_horiz_2d( ssws_av, nbgp )
442             ENDIF
443
444         CASE ( 'theta_2m*' )
445             IF ( ALLOCATED( pt_2m_av ) ) THEN
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
453
454          CASE ( 't*' )
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
460                ENDDO
461                CALL exchange_horiz_2d( ts_av, nbgp )
462             ENDIF
463
464         CASE ( 'tsurf*' )
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
470                ENDDO
471                CALL exchange_horiz_2d( tsurf_av, nbgp )
472             ENDIF
473
474          CASE ( 'u' )
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
481                   ENDDO
482                ENDDO
483             ENDIF
484
485          CASE ( 'us*' )
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
491                ENDDO
492                CALL exchange_horiz_2d( us_av, nbgp )
493             ENDIF
494
495          CASE ( 'v' )
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
502                   ENDDO
503                ENDDO
504             ENDIF
505
506          CASE ( 'thetav' )
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
513                   ENDDO
514                ENDDO
515             ENDIF
516
517          CASE ( 'w' )
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
524                   ENDDO
525                ENDDO
526             ENDIF
527
528          CASE ( 'z0*' )
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
534                ENDDO
535                CALL exchange_horiz_2d( z0_av, nbgp )
536             ENDIF
537
538          CASE ( 'z0h*' )
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
544                ENDDO
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
558          CASE DEFAULT
559
560!
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 )
566
567       END SELECT
568
569    ENDDO
570
571!
572!-- Reset the counter
573    average_count_3d = 0.0
574
575    CALL cpu_log( log_point(35), 'average_3d_data', 'stop' )
576
577
578 END SUBROUTINE average_3d_data
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.