source: palm/trunk/SOURCE/check_parameters.f90 @ 4741

Last change on this file since 4741 was 4685, checked in by gronemeier, 4 years ago

filter data_output_pr and data_output list for duplicate entries (check_parameters)

  • Property svn:keywords set to Id
  • Property svn:mergeinfo set to (toggle deleted branches)
    /palm/branches/chemistry/SOURCE/check_parameters.f902047-3190,​3218-3297
    /palm/branches/rans/SOURCE/check_parameters.f902078-3128
    /palm/branches/resler/SOURCE/check_parameters.f902023-4492
    /palm/branches/salsa/SOURCE/check_parameters.f902503-3581
    /palm/branches/forwind/SOURCE/check_parameters.f901564-1913
    /palm/branches/mosaik_M2/check_parameters.f902360-3471
    /palm/branches/palm4u/SOURCE/check_parameters.f902540-2692
File size: 142.3 KB
Line 
1!> @file check_parameters.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 terms of the GNU General
6! Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
7! (at your option) any later version.
8!
9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
10! implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General
11! Public License for more details.
12!
13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with PALM. If not, see
14! <http://www.gnu.org/licenses/>.
15!
16! Copyright 1997-2020 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
18!
19! Current revisions:
20! -----------------
21!
22!
23! Former revisions:
24! -----------------
25! $Id: check_parameters.f90 4685 2020-09-18 11:49:50Z suehring $
26! filter data_output_pr and data_output list for duplicate entries
27!
28! 4633 2020-08-05 14:21:14Z suehring
29! todo added
30!
31! 4565 2020-06-15 08:30:38Z oliver.maas
32! added check for pt_surface_heating_rate
33!
34! 4564 2020-06-12 14:03:36Z raasch
35! Vertical nesting method of Huq et al. (2019) removed
36!
37! 4562 2020-06-12 08:38:47Z raasch
38! bugfix: revised error message for exceeding allow number of time series
39!
40! 4559 2020-06-11 08:51:48Z raasch
41! file re-formatted to follow the PALM coding standard
42!
43! 4536 2020-05-17 17:24:13Z raasch
44! unneccessary query for restart data format removed
45!
46! 4534 2020-05-14 18:35:22Z raasch
47! adjustments for I/O on reduced number of cores using shared memory MPI
48!
49! 4514 2020-04-30 16:29:59Z suehring
50! Enable output of qsurf and ssurf
51!
52! 4513 2020-04-30 13:45:47Z raasch
53! unused modules removed
54!
55! 4511 2020-04-30 12:20:40Z raasch
56! call of chem_boundary_conds removed (respective settings are now done in the chemistry module)
57!
58! 4495 2020-04-13 20:11:20Z raasch
59! check new restart_data_format parameters
60!
61! 4493 2020-04-10 09:49:43Z pavelkrc
62! Kolmogorov length scale eta added to profile output
63!
64! 4444 2020-03-05 15:59:50Z raasch
65! bugfix: cpp-directives for serial mode added
66!
67! 4392 2020-01-31 16:14:57Z pavelkrc
68! Some error numbers revised to prevent double usage
69!
70! 11:55:33Z oliver.maas
71! Checks for closed channel flow implemented
72!
73! 11:55:33Z oliver.maas
74! Move 2-m potential temperature output to diagnostic_output_quantities
75!
76! 11:55:33Z oliver.maas
77! removed message PA0421, concerning old parameter recycling_yshift
78!
79! 11:55:33Z oliver.maas
80! adjust message to the modified parameter recycling_yshift
81!
82! 11:55:33Z oliver.maas
83! Check if a cross section is specified if any output cross-section quantity
84! is given
85!
86! 11:55:33Z oliver.maas
87! Overwrite rotation_angle from namelist by value from static driver
88!
89! 11:55:33Z oliver.maas
90! removed conversion from recycle_absolute_quantities to raq, added check and
91! error message for correct input of recycling_method_for_thermodynamic_quantities
92!
93! 11:55:33Z oliver.maas
94! Corrected "Former revisions" section
95!
96! 11:55:33Z oliver.maas
97! bugfix error message: replaced PA184 by PA0184
98!
99! 11:55:33Z oliver.maas
100! added conversion from recycle_absolute_quantities to raq for recycling of
101! absolute quantities and added error message PA184 for not implemented quantities
102!
103! 4142 2019-08-05 12:38:31Z suehring
104! Consider spinup in number of output timesteps for averaged 2D output (merge
105! from branch resler).
106!
107! 4069 2019-07-01 14:05:51Z Giersch
108! Masked output running index mid has been introduced as a local variable to
109! avoid runtime error (Loop variable has been modified) in time_integration
110!
111! 4048 2019-06-21 21:00:21Z knoop
112! Moved tcm_check_data_output to module_interface
113!
114! 4039 2019-06-18 10:32:41Z suehring
115! Modularize diagnostic output
116!
117! 4017 2019-06-06 12:16:46Z schwenkel
118! output of turbulence intensity added
119!
120! 3933 2019-04-25 12:33:20Z kanani
121! Alphabetical resorting in CASE, condense settings for theta_2m* into one IF clause
122!
123! 3885 2019-04-11 11:29:34Z kanani
124! Changes related to global restructuring of location messages and introduction
125! of additional debug messages
126!
127! 3766 2019-02-26 16:23:41Z raasch
128! trim added to avoid truncation compiler warnings
129!
130! 3761 2019-02-25 15:31:42Z raasch
131! unused variables removed
132!
133! 3735 2019-02-12 09:52:40Z dom_dwd_user
134! Passing variable j (averaged output?) to
135! module_interface.f90:chem_check_data_output.
136!
137! 3705 2019-01-29 19:56:39Z suehring
138! bugfix: renamed thetav_t to vtheta_t
139!
140! 3702 2019-01-28 13:19:30Z gronemeier
141! most_method removed
142!
143! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
144! Formatting
145!
146! Revision 1.1  1997/08/26 06:29:23  raasch
147! Initial revision
148!
149!
150! Description:
151! ------------
152!> Check control parameters and deduce further quantities.
153!
154!> @todo Increase character length of unit and corresponding characters to LEN>=8 in order to allow
155!>       units like degree_C (05.08.2020)
156!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
157 SUBROUTINE check_parameters
158
159
160    USE arrays_3d
161
162    USE basic_constants_and_equations_mod
163
164    USE bulk_cloud_model_mod,                                                                      &
165        ONLY:  bulk_cloud_model
166
167    USE control_parameters
168
169    USE grid_variables
170
171    USE kinds
172
173    USE indices
174
175    USE model_1d_mod,                                                                              &
176        ONLY:  damp_level_1d, damp_level_ind_1d
177
178    USE module_interface,                                                                          &
179        ONLY:  module_interface_check_data_output,                                                 &
180               module_interface_check_data_output_pr,                                              &
181               module_interface_check_data_output_ts,                                              &
182               module_interface_check_parameters
183
184    USE netcdf_data_input_mod,                                                                     &
185        ONLY:  init_model, input_pids_static, netcdf_data_input_check_dynamic,                     &
186               netcdf_data_input_check_static
187
188    USE netcdf_interface,                                                                          &
189        ONLY:  do2d_unit, do3d_unit, dopr_unit, dots_label, dots_max, dots_num, dots_unit,         &
190               heatflux_output_unit, momentumflux_output_unit, netcdf_data_format,                 &
191               netcdf_data_format_string, waterflux_output_unit
192
193    USE particle_attributes,                                                                       &
194        ONLY:  particle_advection, use_sgs_for_particles
195
196    USE pegrid
197
198    USE pmc_interface,                                                                             &
199        ONLY:  cpl_id, nested_run
200
201    USE profil_parameter
202
203    USE statistics
204
205    USE subsidence_mod
206
207    USE transpose_indices
208
209    IMPLICIT NONE
210
211    CHARACTER (LEN=varnamelength)  ::  var           !< variable name
212    CHARACTER (LEN=7)   ::  unit                     !< unit of variable
213    CHARACTER (LEN=8)   ::  date                     !< current date string
214    CHARACTER (LEN=10)  ::  time                     !< current time string
215    CHARACTER (LEN=20)  ::  ensemble_string          !< string containing number of ensemble member
216    CHARACTER (LEN=15)  ::  nest_string              !< string containing id of nested domain
217    CHARACTER (LEN=40)  ::  coupling_string          !< string containing type of coupling
218    CHARACTER (LEN=100) ::  action                   !< flag string
219
220    CHARACTER (LEN=varnamelength), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  data_output_filtered  !< filtered list of output variables
221
222    INTEGER(iwp) ::  i                               !< loop index
223    INTEGER(iwp) ::  ilen                            !< string length
224    INTEGER(iwp) ::  j                               !< loop index
225    INTEGER(iwp) ::  k                               !< loop index
226    INTEGER(iwp) ::  kk                              !< loop index
227    INTEGER(iwp) ::  mid                             !< masked output running index
228    INTEGER(iwp) ::  netcdf_data_format_save         !< initial value of netcdf_data_format
229    INTEGER(iwp) ::  position                        !< index position of string
230
231    LOGICAL     ::  found                            !< flag, true if output variable is already marked for averaging
232
233    REAL(wp)    ::  gradient                         !< local gradient
234#if defined( __parallel )
235    REAL(wp)    ::  dt_spinup_max                    !< maximum spinup timestep in nested domains
236    REAL(wp)    ::  remote = 0.0_wp                  !< MPI id of remote processor
237    REAL(wp)    ::  spinup_time_max                  !< maximum spinup time in nested domains
238    REAL(wp)    ::  time_to_be_simulated_from_reference_point  !< time to be simulated from reference point
239#endif
240
241
242    CALL location_message( 'checking parameters', 'start' )
243!
244!-- At first, check static and dynamic input for consistency.
245    CALL netcdf_data_input_check_dynamic
246    CALL netcdf_data_input_check_static
247!
248!-- Check for overlap combinations, which are not realized yet
249    IF ( transpose_compute_overlap  .AND. numprocs == 1 )  THEN
250          message_string = 'transpose-compute-overlap not implemented for single PE runs'
251          CALL message( 'check_parameters', 'PA0000', 1, 2, 0, 6, 0 )
252    ENDIF
253
254!
255!-- Check the coupling mode
256    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'            .AND.                                             &
257         coupling_mode /= 'precursor_atmos'      .AND.                                             &
258         coupling_mode /= 'precursor_ocean'      .AND.                                             &
259         coupling_mode /= 'atmosphere_to_ocean'  .AND.                                             &
260         coupling_mode /= 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
261       message_string = 'illegal coupling mode: ' // TRIM( coupling_mode )
262       CALL message( 'check_parameters', 'PA0002', 1, 2, 0, 6, 0 )
263    ENDIF
264
265!
266!-- Check if humidity is set to .TRUE. in case of the atmospheric run (for coupled runs)
267    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' .AND. .NOT. humidity) THEN
268       message_string = ' Humidity has to be set to .T. in the _p3d file ' //                      &
269                        'for coupled runs between ocean and atmosphere.'
270       CALL message( 'check_parameters', 'PA0476', 1, 2, 0, 6, 0 )
271    ENDIF
272
273!
274!-- Check and set the restart data format variables
275    IF ( TRIM( restart_data_format ) /= 'fortran_binary'  .AND.                                    &
276         TRIM( restart_data_format ) /= 'mpi'             .AND.                                    &
277         TRIM( restart_data_format ) /= 'mpi_shared_memory' )  THEN
278       message_string = 'illegal restart data format "' // TRIM( restart_data_format ) // '"'
279       CALL message( 'check_parameters', 'PA0724', 1, 2, 0, 6, 0 )
280    ENDIF
281
282    IF ( TRIM( restart_data_format_input ) == 'undefined' )  THEN
283       restart_data_format_input = restart_data_format
284    ENDIF
285    IF ( TRIM( restart_data_format_output ) == 'undefined' )  THEN
286       restart_data_format_output = restart_data_format
287    ENDIF
288
289    IF ( TRIM( restart_data_format_input ) /= 'fortran_binary'  .AND.                              &
290         TRIM( restart_data_format_input ) /= 'mpi'             .AND.                              &
291         TRIM( restart_data_format_input ) /= 'mpi_shared_memory' )  THEN
292       message_string = 'illegal restart input data format "' //                                   &
293                        TRIM( restart_data_format_input ) // '"'
294       CALL message( 'check_parameters', 'PA0725', 1, 2, 0, 6, 0 )
295    ENDIF
296    IF ( TRIM( restart_data_format_output ) /= 'fortran_binary'  .AND.                             &
297         TRIM( restart_data_format_output ) /= 'mpi'             .AND.                             &
298         TRIM( restart_data_format_output ) /= 'mpi_shared_memory' )  THEN
299       message_string = 'illegal restart output data format "' //                                  &
300                        TRIM( restart_data_format_output ) // '"'
301       CALL message( 'check_parameters', 'PA0726', 1, 2, 0, 6, 0 )
302    ENDIF
303
304!
305!-- Set flag for including total domain boundaries in the restart data (MPI-IO) in case of
306!-- non-cyclic boundary conditions
307    include_total_domain_boundaries = .NOT. ( bc_lr_cyc  .AND.  bc_ns_cyc )
308
309!
310!-- Check dt_coupling, restart_time, dt_restart, end_time, dx, dy, nx and ny
311    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'        .AND.                                                 &
312         coupling_mode /= 'precursor_atmos'  .AND.                                                 &
313         coupling_mode /= 'precursor_ocean' )  THEN
314
315       IF ( dt_coupling == 9999999.9_wp )  THEN
316          message_string = 'dt_coupling is not set but required for coupling mode "' //            &
317                           TRIM( coupling_mode ) // '"'
318          CALL message( 'check_parameters', 'PA0003', 1, 2, 0, 6, 0 )
319       ENDIF
320
321#if defined( __parallel )
322
323
324       IF ( myid == 0 ) THEN
325          CALL MPI_SEND( dt_coupling, 1, MPI_REAL, target_id, 11, comm_inter, ierr )
326          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 11, comm_inter, status, ierr )
327       ENDIF
328       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
329
330       IF ( dt_coupling /= remote )  THEN
331          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), '": dt_coupling = ',&
332                 dt_coupling, '& is not equal to ', 'dt_coupling_remote = ', remote
333          CALL message( 'check_parameters', 'PA0004', 1, 2, 0, 6, 0 )
334       ENDIF
335       IF ( dt_coupling <= 0.0_wp )  THEN
336
337          IF ( myid == 0  ) THEN
338             CALL MPI_SEND( dt_max, 1, MPI_REAL, target_id, 19, comm_inter, ierr )
339             CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 19, comm_inter, status, ierr )
340          ENDIF
341          CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
342
343          dt_coupling = MAX( dt_max, remote )
344          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                     &
345                 '": dt_coupling <= 0.0 & is not allowed and is reset to ', 'MAX(dt_max(A,O)) = ', &
346                 dt_coupling
347          CALL message( 'check_parameters', 'PA0005', 0, 1, 0, 6, 0 )
348       ENDIF
349
350       IF ( myid == 0 ) THEN
351          CALL MPI_SEND( restart_time, 1, MPI_REAL, target_id, 12, comm_inter, ierr )
352          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 12, comm_inter, status, ierr )
353       ENDIF
354       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
355
356       IF ( restart_time /= remote )  THEN
357          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                     &
358                 '": restart_time = ', restart_time, '& is not equal to ',                         &
359                 'restart_time_remote = ', remote
360          CALL message( 'check_parameters', 'PA0006', 1, 2, 0, 6, 0 )
361       ENDIF
362
363       IF ( myid == 0 ) THEN
364          CALL MPI_SEND( dt_restart, 1, MPI_REAL, target_id, 13, comm_inter, ierr )
365          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 13, comm_inter, status, ierr )
366       ENDIF
367       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
368
369       IF ( dt_restart /= remote )  THEN
370          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), '": dt_restart = ', &
371                 dt_restart, '& is not equal to ', 'dt_restart_remote = ', remote
372          CALL message( 'check_parameters', 'PA0007', 1, 2, 0, 6, 0 )
373       ENDIF
374
375       time_to_be_simulated_from_reference_point = end_time-coupling_start_time
376
377       IF ( myid == 0 ) THEN
378          CALL MPI_SEND( time_to_be_simulated_from_reference_point, 1, MPI_REAL, target_id, 14,    &
379                         comm_inter, ierr )
380          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 14, comm_inter, status, ierr )
381       ENDIF
382       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
383
384       IF ( time_to_be_simulated_from_reference_point /= remote )  THEN
385          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                     &
386                 '": time_to_be_simulated_from_reference_point = ',                                &
387                 time_to_be_simulated_from_reference_point, '& is not equal ',                     &
388                 'to time_to_be_simulated_from_reference_point_remote = ',                         &
389                 remote
390          CALL message( 'check_parameters', 'PA0008', 1, 2, 0, 6, 0 )
391       ENDIF
392
393       IF ( myid == 0 ) THEN
394          CALL MPI_SEND( dx, 1, MPI_REAL, target_id, 15, comm_inter, ierr )
395          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 15, comm_inter, status, ierr )
396       ENDIF
397       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
398
399
400       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean') THEN
401
402          IF ( dx < remote ) THEN
403             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                  &
404                    '": dx in Atmosphere is not equal to or not larger than dx in ocean'
405             CALL message( 'check_parameters', 'PA0009', 1, 2, 0, 6, 0 )
406          ENDIF
407
408          IF ( (nx_a+1)*dx /= (nx_o+1)*remote )  THEN
409             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                  &
410                    '": Domain size in x-direction is not equal in ocean and atmosphere'
411             CALL message( 'check_parameters', 'PA0010', 1, 2, 0, 6, 0 )
412          ENDIF
413
414       ENDIF
415
416       IF ( myid == 0) THEN
417          CALL MPI_SEND( dy, 1, MPI_REAL, target_id, 16, comm_inter, ierr )
418          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 16, comm_inter, status, ierr )
419       ENDIF
420       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
421
422       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean') THEN
423
424          IF ( dy < remote )  THEN
425             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                  &
426                    '": dy in Atmosphere is not equal to or not larger than dy in ocean'
427             CALL message( 'check_parameters', 'PA0011', 1, 2, 0, 6, 0 )
428          ENDIF
429
430          IF ( (ny_a+1)*dy /= (ny_o+1)*remote )  THEN
431             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                  &
432                    '": Domain size in y-direction is not equal in ocean and atmosphere'
433             CALL message( 'check_parameters', 'PA0012', 1, 2, 0, 6, 0 )
434          ENDIF
435
436          IF ( MOD( nx_o+1, nx_a+1 ) /= 0 )  THEN
437             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                  &
438                    '": nx+1 in ocean is not divisible by nx+1 in', ' atmosphere without remainder'
439             CALL message( 'check_parameters', 'PA0339', 1, 2, 0, 6, 0 )
440          ENDIF
441
442          IF ( MOD(ny_o+1,ny_a+1) /= 0 )  THEN
443             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ),                  &
444                    '": ny+1 in ocean is not divisible by ny+1 in', ' atmosphere without remainder'
445
446             CALL message( 'check_parameters', 'PA0340', 1, 2, 0, 6, 0 )
447          ENDIF
448
449       ENDIF
450#else
451       WRITE( message_string, * ) 'coupling requires PALM to be compiled with',                    &
452              ' cpp-option "-D__parallel"'
453       CALL message( 'check_parameters', 'PA0141', 1, 2, 0, 6, 0 )
454#endif
455    ENDIF
456
457#if defined( __parallel )
458!
459!-- Exchange via intercommunicator
460    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean'  .AND.  myid == 0 )  THEN
461       CALL MPI_SEND( humidity, 1, MPI_LOGICAL, target_id, 19, comm_inter, ierr )
462    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere'  .AND.  myid == 0)  THEN
463       CALL MPI_RECV( humidity_remote, 1, MPI_LOGICAL, target_id, 19, comm_inter, status, ierr )
464    ENDIF
465    CALL MPI_BCAST( humidity_remote, 1, MPI_LOGICAL, 0, comm2d, ierr)
466
467#endif
468
469!
470!-- User settings for restart times requires that "restart" has been given as file activation
471!-- string. Otherwise, binary output would not be saved by palmrun.
472    IF ( ( restart_time /= 9999999.9_wp  .OR.  dt_restart /= 9999999.9_wp )                        &
473         .AND.  .NOT. write_binary )  THEN
474       WRITE( message_string, * ) 'manual restart settings requires file ',                        &
475                                  'activation string "restart"'
476       CALL message( 'check_parameters', 'PA0001', 1, 2, 0, 6, 0 )
477    ENDIF
478
479
480!
481!-- Generate the file header which is used as a header for most of PALM's output files
482    CALL DATE_AND_TIME( date, time, run_zone )
483    run_date = date(1:4) // '-' // date(5:6) // '-' // date(7:8)
484    run_time = time(1:2) // ':' // time(3:4) // ':' // time(5:6)
485    IF ( coupling_mode == 'uncoupled' )  THEN
486       coupling_string = ''
487    ELSEIF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
488       coupling_string = ' coupled (atmosphere)'
489    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
490       coupling_string = ' coupled (ocean)'
491    ENDIF
492    IF ( ensemble_member_nr /= 0 )  THEN
493       WRITE( ensemble_string, '(2X,A,I2.2)' )  'en-no: ', ensemble_member_nr
494    ELSE
495       ensemble_string = ''
496    ENDIF
497    IF ( nested_run )  THEN
498       WRITE( nest_string, '(2X,A,I2.2)' )  'nest-id: ', cpl_id
499    ELSE
500       nest_string = ''
501    ENDIF
502
503    WRITE ( run_description_header, '(A,2X,A,2X,A,A,A,I2.2,A,A,A,2X,A,A,2X,A,1X,A)' )              &
504          TRIM( version ), TRIM( revision ), 'run: ', TRIM( run_identifier ), '.', runnr,          &
505          TRIM( coupling_string ), TRIM( nest_string ), TRIM( ensemble_string), 'host: ',          &
506          TRIM( host ), run_date, run_time
507
508!
509!-- Check the general loop optimization method
510    SELECT CASE ( TRIM( loop_optimization ) )
511
512       CASE ( 'cache', 'vector' )
513          CONTINUE
514
515       CASE DEFAULT
516          message_string = 'illegal value given for loop_optimization: "' //                       &
517                           TRIM( loop_optimization ) // '"'
518          CALL message( 'check_parameters', 'PA0013', 1, 2, 0, 6, 0 )
519
520    END SELECT
521
522!
523!-- Check topography setting (check for illegal parameter combinations)
524    IF ( topography /= 'flat' )  THEN
525       action = ' '
526       IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  scalar_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
527          WRITE( action, '(A,A)' )  'scalar_advec = ', scalar_advec
528       ENDIF
529       IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  momentum_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
530          WRITE( action, '(A,A)' )  'momentum_advec = ', momentum_advec
531       ENDIF
532       IF ( psolver == 'sor' )  THEN
533          WRITE( action, '(A,A)' )  'psolver = ', psolver
534       ENDIF
535       IF ( sloping_surface )  THEN
536          WRITE( action, '(A)' )  'sloping surface = .TRUE.'
537       ENDIF
538       IF ( galilei_transformation )  THEN
539          WRITE( action, '(A)' )  'galilei_transformation = .TRUE.'
540       ENDIF
541       IF ( cloud_droplets )  THEN
542          WRITE( action, '(A)' )  'cloud_droplets = .TRUE.'
543       ENDIF
544       IF ( .NOT. constant_flux_layer  .AND.  topography /= 'closed_channel' )  THEN
545          WRITE( action, '(A)' )  'constant_flux_layer = .FALSE.'
546       ENDIF
547       IF ( action /= ' ' )  THEN
548          message_string = 'The specified topography does not allow ' // TRIM( action )
549          CALL message( 'check_parameters', 'PA0014', 1, 2, 0, 6, 0 )
550       ENDIF
551!
552!--    Check illegal/untested parameter combinations for closed channel
553       If ( topography == 'closed_channel' )  THEN
554          symmetry_flag = 1
555          message_string = 'Bottom and top boundary are treated equal'
556          CALL message( 'check_parameters', 'PA0699', 0, 0, 0, 6, 0 )
557
558          IF ( dz(1) /= dz(COUNT( dz /= -1.0_wp ))  .OR.  dz_stretch_level /= -9999999.9_wp)  THEN
559             WRITE( message_string, * )  'dz should be equal close to the ' //                     &
560                                         'boundaries due to symmetrical problem'
561             CALL message( 'check_parameters', 'PA0700', 1, 2, 0, 6, 0 )
562          ENDIF
563
564          IF ( constant_flux_layer )  THEN
565             WRITE( message_string, * )  'A constant flux layer is not ' //                        &
566                                         'allowed if a closed channel shall be used'
567             CALL message( 'check_parameters', 'PA0701', 1, 2, 0, 6, 0 )
568          ENDIF
569
570          IF ( ocean_mode )  THEN
571             WRITE( message_string, * )  'The ocean mode is not allowed if ' //                    &
572                                         'a closed channel shall be used'
573             CALL message( 'check_parameters', 'PA0702', 1, 2, 0, 6, 0 )
574          ENDIF
575
576          IF ( momentum_advec /= 'ws-scheme'  .OR.                                                 &
577               scalar_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
578             WRITE( message_string, * )  'A closed channel require the upwind scheme of Wicker' // &
579                                         ' and Skamarock as the advection scheme'
580             CALL message( 'check_parameters', 'PA0703', 1, 2, 0, 6, 0 )
581          ENDIF
582       ENDIF
583    ENDIF
584
585!
586!-- Check approximation
587    IF ( TRIM( approximation ) /= 'boussinesq'  .AND.  TRIM( approximation ) /= 'anelastic' )  THEN
588       message_string = 'unknown approximation: approximation = "' // TRIM( approximation ) // '"'
589       CALL message( 'check_parameters', 'PA0446', 1, 2, 0, 6, 0 )
590    ENDIF
591
592!
593!-- Check approximation requirements
594    IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic'  .AND.  TRIM( momentum_advec ) /= 'ws-scheme' )  THEN
595       message_string = 'Anelastic approximation requires momentum_advec = "ws-scheme"'
596       CALL message( 'check_parameters', 'PA0447', 1, 2, 0, 6, 0 )
597    ENDIF
598    IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic'  .AND.  TRIM( psolver ) == 'multigrid' )  THEN
599       message_string = 'Anelastic approximation currently only supports psolver = "poisfft", ' // &
600                        'psolver = "sor" and psolver = "multigrid_noopt"'
601       CALL message( 'check_parameters', 'PA0448', 1, 2, 0, 6, 0 )
602    ENDIF
603    IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic'  .AND.  conserve_volume_flow )  THEN
604       message_string = 'Anelastic approximation is not allowed with ' //                          &
605                        'conserve_volume_flow = .TRUE.'
606       CALL message( 'check_parameters', 'PA0449', 1, 2, 0, 6, 0 )
607    ENDIF
608
609!
610!-- Check flux input mode
611    IF ( TRIM( flux_input_mode ) /= 'dynamic'  .AND.  TRIM( flux_input_mode ) /= 'kinematic'       &
612         .AND.  TRIM( flux_input_mode ) /= 'approximation-specific' )  THEN
613       message_string = 'unknown flux input mode: flux_input_mode = "' //                          &
614                        TRIM( flux_input_mode ) // '"'
615       CALL message( 'check_parameters', 'PA0450', 1, 2, 0, 6, 0 )
616    ENDIF
617!
618!-- Set flux input mode according to approximation if applicable
619    IF ( TRIM( flux_input_mode ) == 'approximation-specific' )  THEN
620       IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic' )  THEN
621          flux_input_mode = 'dynamic'
622       ELSEIF ( TRIM( approximation ) == 'boussinesq' )  THEN
623          flux_input_mode = 'kinematic'
624       ENDIF
625    ENDIF
626
627!
628!-- Check flux output mode
629    IF ( TRIM( flux_output_mode ) /= 'dynamic'  .AND.  TRIM( flux_output_mode ) /= 'kinematic'     &
630         .AND.  TRIM( flux_output_mode ) /= 'approximation-specific' )  THEN
631       message_string = 'unknown flux output mode: flux_output_mode = "' //                        &
632                        TRIM( flux_output_mode ) // '"'
633       CALL message( 'check_parameters', 'PA0451', 1, 2, 0, 6, 0 )
634    ENDIF
635!
636!-- Set flux output mode according to approximation if applicable
637    IF ( TRIM( flux_output_mode ) == 'approximation-specific' )  THEN
638       IF ( TRIM( approximation ) == 'anelastic' )  THEN
639          flux_output_mode = 'dynamic'
640       ELSEIF ( TRIM( approximation ) == 'boussinesq' )  THEN
641          flux_output_mode = 'kinematic'
642       ENDIF
643    ENDIF
644
645
646!
647!-- When the land- or urban-surface model is used, the flux output must be dynamic.
648    IF ( land_surface  .OR.  urban_surface )  THEN
649       flux_output_mode = 'dynamic'
650    ENDIF
651
652!
653!-- Set the flux output units according to flux_output_mode
654    IF ( TRIM( flux_output_mode ) == 'kinematic' )  THEN
655        heatflux_output_unit              = 'K m/s'
656        waterflux_output_unit             = 'kg/kg m/s'
657        momentumflux_output_unit          = 'm2/s2'
658    ELSEIF ( TRIM( flux_output_mode ) == 'dynamic' )  THEN
659        heatflux_output_unit              = 'W/m2'
660        waterflux_output_unit             = 'W/m2'
661        momentumflux_output_unit          = 'N/m2'
662    ENDIF
663
664!
665!-- set time series output units for fluxes
666    dots_unit(14:16) = TRIM( heatflux_output_unit )
667    dots_unit(21)    = TRIM( waterflux_output_unit )
668    dots_unit(19:20) = TRIM( momentumflux_output_unit )
669
670!
671!-- Add other module specific timeseries
672    CALL module_interface_check_data_output_ts( dots_max, dots_num, dots_label, dots_unit )
673
674!
675!-- Check if maximum number of allowed timeseries is exceeded
676    IF ( dots_num > dots_max )  THEN
677       WRITE( message_string, * ) 'number of time series quantities exceeds',                      &
678                                  ' its maximum of dots_max = ', dots_max,                         &
679                                  '&Please increase dots_max in netcdf_interface_mod.f90.'
680       CALL message( 'check_parameters', 'PA0194', 1, 2, 0, 6, 0 )
681    ENDIF
682
683!
684!-- Check whether there are any illegal values
685!-- Pressure solver:
686    IF ( psolver /= 'poisfft'  .AND.  psolver /= 'sor'  .AND.  psolver /= 'multigrid'  .AND.       &
687         psolver /= 'multigrid_noopt' )  THEN
688       message_string = 'unknown solver for perturbation pressure: psolver' //                     &
689                        ' = "' // TRIM( psolver ) // '"'
690       CALL message( 'check_parameters', 'PA0016', 1, 2, 0, 6, 0 )
691    ENDIF
692
693    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
694       IF ( cycle_mg == 'w' )  THEN
695          gamma_mg = 2
696       ELSEIF ( cycle_mg == 'v' )  THEN
697          gamma_mg = 1
698       ELSE
699          message_string = 'unknown multigrid cycle: cycle_mg = "' //  TRIM( cycle_mg ) // '"'
700          CALL message( 'check_parameters', 'PA0020', 1, 2, 0, 6, 0 )
701       ENDIF
702    ENDIF
703
704    IF ( fft_method /= 'singleton-algorithm'  .AND.  fft_method /= 'temperton-algorithm'  .AND.    &
705         fft_method /= 'fftw'                 .AND.  fft_method /= 'system-specific' )  THEN
706       message_string = 'unknown fft-algorithm: fft_method = "' // TRIM( fft_method ) // '"'
707       CALL message( 'check_parameters', 'PA0021', 1, 2, 0, 6, 0 )
708    ENDIF
709
710    IF( momentum_advec == 'ws-scheme' .AND.  .NOT. call_psolver_at_all_substeps  ) THEN
711        message_string = 'psolver must be called at each RK3 substep when "'//                     &
712                         TRIM(momentum_advec) // ' "is used for momentum_advec'
713        CALL message( 'check_parameters', 'PA0344', 1, 2, 0, 6, 0 )
714    END IF
715!
716!-- Advection schemes:
717    IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  momentum_advec /= 'ws-scheme'  .AND.                &
718         momentum_advec /= 'up-scheme' )  THEN
719       message_string = 'unknown advection scheme: momentum_advec = "' //                          &
720                        TRIM( momentum_advec ) // '"'
721       CALL message( 'check_parameters', 'PA0022', 1, 2, 0, 6, 0 )
722    ENDIF
723    IF ( ( momentum_advec == 'ws-scheme' .OR. scalar_advec == 'ws-scheme' )                        &
724         .AND. ( timestep_scheme == 'euler' .OR.  timestep_scheme == 'runge-kutta-2' ) )  THEN
725       message_string = 'momentum_advec or scalar_advec = "' // TRIM( momentum_advec ) //          &
726                        '" is not allowed with timestep_scheme = "' //                             &
727                        TRIM( timestep_scheme ) // '"'
728       CALL message( 'check_parameters', 'PA0023', 1, 2, 0, 6, 0 )
729    ENDIF
730    IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  scalar_advec /= 'ws-scheme'  .AND.                    &
731         scalar_advec /= 'bc-scheme'  .AND.  scalar_advec /= 'up-scheme' )  THEN
732       message_string = 'unknown advection scheme: scalar_advec = "' // TRIM( scalar_advec ) // '"'
733       CALL message( 'check_parameters', 'PA0024', 1, 2, 0, 6, 0 )
734    ENDIF
735    IF ( scalar_advec == 'bc-scheme'  .AND.  loop_optimization == 'cache' )  THEN
736       message_string = 'advection_scheme scalar_advec = "' // TRIM( scalar_advec ) //             &
737                        '" not implemented for loop_optimization = "' //                           &
738                        TRIM( loop_optimization ) // '"'
739       CALL message( 'check_parameters', 'PA0026', 1, 2, 0, 6, 0 )
740    ENDIF
741
742    IF ( use_sgs_for_particles  .AND.  .NOT. cloud_droplets  .AND.  .NOT. use_upstream_for_tke     &
743         .AND.  scalar_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
744       use_upstream_for_tke = .TRUE.
745       message_string = 'use_upstream_for_tke is set to .TRUE. because ' //                        &
746                        'use_sgs_for_particles = .TRUE. and scalar_advec /= ws-scheme'
747       CALL message( 'check_parameters', 'PA0025', 0, 1, 0, 6, 0 )
748    ENDIF
749
750!
751!-- Set LOGICAL switches to enhance performance
752    IF ( momentum_advec == 'ws-scheme' )  ws_scheme_mom = .TRUE.
753    IF ( scalar_advec   == 'ws-scheme' )  ws_scheme_sca = .TRUE.
754
755
756!
757!-- Timestep schemes:
758    SELECT CASE ( TRIM( timestep_scheme ) )
759
760       CASE ( 'euler' )
761          intermediate_timestep_count_max = 1
762
763       CASE ( 'runge-kutta-2' )
764          intermediate_timestep_count_max = 2
765
766       CASE ( 'runge-kutta-3' )
767          intermediate_timestep_count_max = 3
768
769       CASE DEFAULT
770          message_string = 'unknown timestep scheme: timestep_scheme = "' //                       &
771                           TRIM( timestep_scheme ) // '"'
772          CALL message( 'check_parameters', 'PA0027', 1, 2, 0, 6, 0 )
773
774    END SELECT
775
776    IF ( ( momentum_advec /= 'pw-scheme' .AND. momentum_advec /= 'ws-scheme' )                     &
777         .AND.  timestep_scheme(1:5) == 'runge' ) THEN
778       message_string = 'momentum advection scheme "' // TRIM( momentum_advec ) //                 &
779                        '" & does not work with timestep_scheme "' // TRIM( timestep_scheme )      &
780                        // '"'
781       CALL message( 'check_parameters', 'PA0029', 1, 2, 0, 6, 0 )
782    ENDIF
783!
784!-- Check for proper settings for microphysics
785    IF ( bulk_cloud_model  .AND.  cloud_droplets )  THEN
786       message_string = 'bulk_cloud_model = .TRUE. is not allowed with cloud_droplets = .TRUE.'
787       CALL message( 'check_parameters', 'PA0442', 1, 2, 0, 6, 0 )
788    ENDIF
789
790!
791!-- Initializing actions must have been set by the user
792    IF ( TRIM( initializing_actions ) == '' )  THEN
793       message_string = 'no value specified for initializing_actions'
794       CALL message( 'check_parameters', 'PA0149', 1, 2, 0, 6, 0 )
795    ENDIF
796
797    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data'  .AND.                                &
798         TRIM( initializing_actions ) /= 'cyclic_fill' )  THEN
799!
800!--    No restart run: several initialising actions are possible
801       action = initializing_actions
802       DO  WHILE ( TRIM( action ) /= '' )
803          position = INDEX( action, ' ' )
804          SELECT CASE ( action(1:position-1) )
805
806             CASE ( 'set_constant_profiles', 'set_1d-model_profiles', 'by_user',                   &
807                    'initialize_vortex', 'initialize_ptanom', 'initialize_bubble', 'inifor' )
808                action = action(position+1:)
809
810             CASE DEFAULT
811                message_string = 'initializing_action = "' //                                      &
812                                 TRIM( action ) // '" unknown or not allowed'
813                CALL message( 'check_parameters', 'PA0030', 1, 2, 0, 6, 0 )
814
815          END SELECT
816       ENDDO
817    ENDIF
818
819    IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'initialize_vortex'  .AND.  conserve_volume_flow ) THEN
820         message_string = 'initializing_actions = "initialize_vortex"' //                          &
821                          ' is not allowed with conserve_volume_flow = .T.'
822       CALL message( 'check_parameters', 'PA0343', 1, 2, 0, 6, 0 )
823    ENDIF
824
825
826    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_constant_profiles' ) /= 0  .AND.                        &
827         INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
828       message_string = 'initializing_actions = "set_constant_profiles"' //                        &
829                        ' and "set_1d-model_profiles" are not allowed simultaneously'
830       CALL message( 'check_parameters', 'PA0031', 1, 2, 0, 6, 0 )
831    ENDIF
832
833    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_constant_profiles' ) /= 0  .AND.                        &
834         INDEX( initializing_actions, 'by_user' ) /= 0 )  THEN
835       message_string = 'initializing_actions = "set_constant_profiles"' //                        &
836                        ' and "by_user" are not allowed simultaneously'
837       CALL message( 'check_parameters', 'PA0032', 1, 2, 0, 6, 0 )
838    ENDIF
839
840    IF ( INDEX( initializing_actions, 'by_user' ) /= 0  .AND.                                      &
841         INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
842       message_string = 'initializing_actions = "by_user" and ' //                                 &
843                        '"set_1d-model_profiles" are not allowed simultaneously'
844       CALL message( 'check_parameters', 'PA0033', 1, 2, 0, 6, 0 )
845    ENDIF
846!
847!-- In case of spinup and nested run, spinup end time must be identical in order to have
848!-- synchronously running simulations.
849    IF ( nested_run )  THEN
850#if defined( __parallel )
851       CALL MPI_ALLREDUCE( spinup_time, spinup_time_max, 1, MPI_REAL, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD,     &
852                           ierr )
853       CALL MPI_ALLREDUCE( dt_spinup,   dt_spinup_max,   1, MPI_REAL, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD,     &
854                           ierr )
855
856       IF ( spinup_time /= spinup_time_max  .OR.  dt_spinup /= dt_spinup_max )  THEN
857          message_string = 'In case of nesting, spinup_time and ' //                               &
858                           'dt_spinup must be identical in all parent and child domains.'
859          CALL message( 'check_parameters', 'PA0489', 3, 2, 0, 6, 0 )
860       ENDIF
861#endif
862    ENDIF
863
864    IF ( bulk_cloud_model  .AND.  .NOT. humidity )  THEN
865       WRITE( message_string, * ) 'bulk_cloud_model = ', bulk_cloud_model,                         &
866              ' is not allowed with humidity = ', humidity
867       CALL message( 'check_parameters', 'PA0034', 1, 2, 0, 6, 0 )
868    ENDIF
869
870    IF ( humidity  .AND.  sloping_surface )  THEN
871       message_string = 'humidity = .TRUE. and sloping_surface = .TRUE. ' //                       &
872                        'are not allowed simultaneously'
873       CALL message( 'check_parameters', 'PA0036', 1, 2, 0, 6, 0 )
874    ENDIF
875
876!-- Check the module settings
877    CALL module_interface_check_parameters
878
879!
880!-- In case of no restart run, check initialising parameters and calculate further quantities
881    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
882
883!
884!--    Initial profiles for 1D and 3D model, respectively (u,v further below)
885       pt_init = pt_surface
886       IF ( humidity       )  q_init  = q_surface
887       IF ( passive_scalar )  s_init  = s_surface
888
889!--
890!--    If required, compute initial profile of the geostrophic wind (component ug)
891       i = 1
892       gradient = 0.0_wp
893
894       IF ( .NOT. ocean_mode )  THEN
895
896          ug_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
897          ug(0) = ug_surface
898          DO  k = 1, nzt+1
899             IF ( i < 11 )  THEN
900                IF ( ug_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND.                                  &
901                     ug_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
902                   gradient = ug_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
903                   ug_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
904                   i = i + 1
905                ENDIF
906             ENDIF
907             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
908                IF ( k /= 1 )  THEN
909                   ug(k) = ug(k-1) + dzu(k) * gradient
910                ELSE
911                   ug(k) = ug_surface + dzu(k) * gradient
912                ENDIF
913             ELSE
914                ug(k) = ug(k-1)
915             ENDIF
916          ENDDO
917
918       ELSE
919
920          ug_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
921          ug(nzt+1) = ug_surface
922          DO  k = nzt, nzb, -1
923             IF ( i < 11 )  THEN
924                IF ( ug_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND.                                  &
925                     ug_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
926                   gradient = ug_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
927                   ug_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
928                   i = i + 1
929                ENDIF
930             ENDIF
931             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
932                IF ( k /= nzt )  THEN
933                   ug(k) = ug(k+1) - dzu(k+1) * gradient
934                ELSE
935                   ug(k)   = ug_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
936                   ug(k+1) = ug_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
937                ENDIF
938             ELSE
939                ug(k) = ug(k+1)
940             ENDIF
941          ENDDO
942
943       ENDIF
944
945!
946!--    In case of no given gradients for ug, choose a zero gradient
947       IF ( ug_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp )  THEN
948          ug_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
949       ENDIF
950
951!
952!--
953!--    If required, compute initial profile of the geostrophic wind (component vg)
954       i = 1
955       gradient = 0.0_wp
956
957       IF ( .NOT. ocean_mode )  THEN
958
959          vg_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
960          vg(0) = vg_surface
961          DO  k = 1, nzt+1
962             IF ( i < 11 )  THEN
963                IF ( vg_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND.                                  &
964                     vg_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
965                   gradient = vg_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
966                   vg_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
967                   i = i + 1
968                ENDIF
969             ENDIF
970             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
971                IF ( k /= 1 )  THEN
972                   vg(k) = vg(k-1) + dzu(k) * gradient
973                ELSE
974                   vg(k) = vg_surface + dzu(k) * gradient
975                ENDIF
976             ELSE
977                vg(k) = vg(k-1)
978             ENDIF
979          ENDDO
980
981       ELSE
982
983          vg_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
984          vg(nzt+1) = vg_surface
985          DO  k = nzt, nzb, -1
986             IF ( i < 11 )  THEN
987                IF ( vg_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND.                                  &
988                     vg_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
989                   gradient = vg_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
990                   vg_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
991                   i = i + 1
992                ENDIF
993             ENDIF
994             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
995                IF ( k /= nzt )  THEN
996                   vg(k) = vg(k+1) - dzu(k+1) * gradient
997                ELSE
998                   vg(k)   = vg_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
999                   vg(k+1) = vg_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1000                ENDIF
1001             ELSE
1002                vg(k) = vg(k+1)
1003             ENDIF
1004          ENDDO
1005
1006       ENDIF
1007
1008!
1009!--    In case of no given gradients for vg, choose a zero gradient
1010       IF ( vg_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp )  THEN
1011          vg_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
1012       ENDIF
1013
1014!
1015!--    Let the initial wind profiles be the calculated ug/vg profiles or interpolate them from wind
1016!--    profile data (if given)
1017       IF ( u_profile(1) == 9999999.9_wp  .AND.  v_profile(1) == 9999999.9_wp )  THEN
1018
1019          u_init = ug
1020          v_init = vg
1021
1022       ELSEIF ( u_profile(1) == 0.0_wp  .AND.  v_profile(1) == 0.0_wp )  THEN
1023
1024          IF ( uv_heights(1) /= 0.0_wp )  THEN
1025             message_string = 'uv_heights(1) must be 0.0'
1026             CALL message( 'check_parameters', 'PA0345', 1, 2, 0, 6, 0 )
1027          ENDIF
1028
1029          IF ( omega /= 0.0_wp )  THEN
1030             message_string = 'Coriolis force must be switched off (by setting omega=0.0)' //      &
1031                              ' when prescribing the forcing by u_profile and v_profile'
1032             CALL message( 'check_parameters', 'PA0347', 1, 2, 0, 6, 0 )
1033          ENDIF
1034
1035          use_prescribed_profile_data = .TRUE.
1036
1037          kk = 1
1038          u_init(0) = 0.0_wp
1039          v_init(0) = 0.0_wp
1040
1041          DO  k = 1, nz+1
1042
1043             IF ( kk < 200 )  THEN
1044                DO  WHILE ( uv_heights(kk+1) <= zu(k) )
1045                   kk = kk + 1
1046                   IF ( kk == 200 )  EXIT
1047                ENDDO
1048             ENDIF
1049
1050             IF ( kk < 200  .AND.  uv_heights(kk+1) /= 9999999.9_wp )  THEN
1051                u_init(k) = u_profile(kk) + ( zu(k) - uv_heights(kk) ) /                           &
1052                                            ( uv_heights(kk+1) - uv_heights(kk) ) *                &
1053                                            ( u_profile(kk+1) - u_profile(kk) )
1054                v_init(k) = v_profile(kk) + ( zu(k) - uv_heights(kk) ) /                           &
1055                                            ( uv_heights(kk+1) - uv_heights(kk) ) *                &
1056                                            ( v_profile(kk+1) - v_profile(kk) )
1057             ELSE
1058                u_init(k) = u_profile(kk)
1059                v_init(k) = v_profile(kk)
1060             ENDIF
1061
1062          ENDDO
1063
1064       ELSE
1065
1066          message_string = 'u_profile(1) and v_profile(1) must be 0.0'
1067          CALL message( 'check_parameters', 'PA0346', 1, 2, 0, 6, 0 )
1068
1069       ENDIF
1070
1071!
1072!--    Compute initial temperature profile using the given temperature gradients
1073       IF (  .NOT.  neutral )  THEN
1074          CALL init_vertical_profiles( pt_vertical_gradient_level_ind, pt_vertical_gradient_level, &
1075                                       pt_vertical_gradient, pt_init, pt_surface, bc_pt_t_val )
1076       ENDIF
1077!
1078!--    Compute initial humidity profile using the given humidity gradients
1079       IF ( humidity )  THEN
1080          CALL init_vertical_profiles( q_vertical_gradient_level_ind, q_vertical_gradient_level,   &
1081                                       q_vertical_gradient, q_init, q_surface, bc_q_t_val )
1082       ENDIF
1083!
1084!--    Compute initial scalar profile using the given scalar gradients
1085       IF ( passive_scalar )  THEN
1086          CALL init_vertical_profiles( s_vertical_gradient_level_ind, s_vertical_gradient_level,   &
1087                                       s_vertical_gradient, s_init, s_surface, bc_s_t_val )
1088       ENDIF
1089!
1090!--    TODO
1091!--    Compute initial chemistry profile using the given chemical species gradients
1092!--    Russo: Is done in chem_init --> kanani: Revise
1093
1094    ENDIF
1095
1096!
1097!-- Check if the control parameter use_subsidence_tendencies is used correctly
1098    IF ( use_subsidence_tendencies  .AND.  .NOT.  large_scale_subsidence )  THEN
1099       message_string = 'The usage of use_subsidence_tendencies ' //                               &
1100                        'requires large_scale_subsidence = .T..'
1101       CALL message( 'check_parameters', 'PA0396', 1, 2, 0, 6, 0 )
1102    ELSEIF ( use_subsidence_tendencies  .AND.  .NOT. large_scale_forcing )  THEN
1103       message_string = 'The usage of use_subsidence_tendencies ' //           &
1104                        'requires large_scale_forcing = .T..'
1105       CALL message( 'check_parameters', 'PA0397', 1, 2, 0, 6, 0 )
1106    ENDIF
1107
1108!
1109!-- Initialize large scale subsidence if required
1110    If ( large_scale_subsidence )  THEN
1111       IF ( subs_vertical_gradient_level(1) /= -9999999.9_wp  .AND. .NOT. large_scale_forcing )    &
1112       THEN
1113          CALL init_w_subsidence
1114       ENDIF
1115!
1116!--    In case large_scale_forcing is used, profiles for subsidence velocity are read in from file
1117!--    LSF_DATA
1118
1119       IF ( subs_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp  .AND. .NOT. large_scale_forcing )    &
1120       THEN
1121          message_string = 'There is no default large scale vertical velocity profile set. ' //    &
1122                           'Specify the subsidence velocity profile via subs_vertical_gradient' // &
1123                           ' and subs_vertical_gradient_level.'
1124          CALL message( 'check_parameters', 'PA0380', 1, 2, 0, 6, 0 )
1125       ENDIF
1126    ELSE
1127        IF ( subs_vertical_gradient_level(1) /= -9999999.9_wp )  THEN
1128           message_string = 'Enable usage of large scale subsidence by ' //                        &
1129                            'setting large_scale_subsidence = .T..'
1130          CALL message( 'check_parameters', 'PA0381', 1, 2, 0, 6, 0 )
1131        ENDIF
1132    ENDIF
1133
1134!
1135!-- Overwrite parameters from namelist if necessary and compute Coriolis parameter.
1136!-- @todo - move initialization of f and fs to coriolis_mod.
1137    IF ( input_pids_static )  THEN
1138       latitude       = init_model%latitude
1139       longitude      = init_model%longitude
1140       rotation_angle = init_model%rotation_angle
1141    ENDIF
1142
1143    f  = 2.0_wp * omega * SIN( latitude / 180.0_wp * pi )
1144    fs = 2.0_wp * omega * COS( latitude / 180.0_wp * pi )
1145
1146!
1147!-- Check and set buoyancy related parameters and switches
1148    IF ( reference_state == 'horizontal_average' )  THEN
1149       CONTINUE
1150    ELSEIF ( reference_state == 'initial_profile' )  THEN
1151       use_initial_profile_as_reference = .TRUE.
1152    ELSEIF ( reference_state == 'single_value' )  THEN
1153       use_single_reference_value = .TRUE.
1154       IF ( pt_reference == 9999999.9_wp )  pt_reference = pt_surface
1155       vpt_reference = pt_reference * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q_surface )
1156    ELSE
1157       message_string = 'illegal value for reference_state: "' // TRIM( reference_state ) // '"'
1158       CALL message( 'check_parameters', 'PA0056', 1, 2, 0, 6, 0 )
1159    ENDIF
1160
1161!
1162!-- In case of a given slope, compute the relevant quantities
1163    IF ( alpha_surface /= 0.0_wp )  THEN
1164       IF ( ABS( alpha_surface ) > 90.0_wp )  THEN
1165          WRITE( message_string, * ) 'ABS( alpha_surface = ', alpha_surface, ' ) must be < 90.0'
1166          CALL message( 'check_parameters', 'PA0043', 1, 2, 0, 6, 0 )
1167       ENDIF
1168       sloping_surface = .TRUE.
1169       cos_alpha_surface = COS( alpha_surface / 180.0_wp * pi )
1170       sin_alpha_surface = SIN( alpha_surface / 180.0_wp * pi )
1171    ENDIF
1172
1173!
1174!-- Check time step and cfl_factor
1175    IF ( dt /= -1.0_wp )  THEN
1176       IF ( dt <= 0.0_wp )  THEN
1177          WRITE( message_string, * ) 'dt = ', dt , ' <= 0.0'
1178          CALL message( 'check_parameters', 'PA0044', 1, 2, 0, 6, 0 )
1179       ENDIF
1180       dt_3d = dt
1181       dt_fixed = .TRUE.
1182    ENDIF
1183
1184    IF ( cfl_factor <= 0.0_wp  .OR.  cfl_factor > 1.0_wp )  THEN
1185       IF ( cfl_factor == -1.0_wp )  THEN
1186          IF ( timestep_scheme == 'runge-kutta-2' )  THEN
1187             cfl_factor = 0.8_wp
1188          ELSEIF ( timestep_scheme == 'runge-kutta-3' )  THEN
1189             cfl_factor = 0.9_wp
1190          ELSE
1191             cfl_factor = 0.9_wp
1192          ENDIF
1193       ELSE
1194          WRITE( message_string, * ) 'cfl_factor = ', cfl_factor,                                  &
1195                 ' out of range &0.0 < cfl_factor <= 1.0 is required'
1196          CALL message( 'check_parameters', 'PA0045', 1, 2, 0, 6, 0 )
1197       ENDIF
1198    ENDIF
1199
1200!
1201!-- Store simulated time at begin
1202    simulated_time_at_begin = simulated_time
1203
1204!
1205!-- Store reference time for coupled runs and change the coupling flag, if ...
1206    IF ( simulated_time == 0.0_wp )  THEN
1207       IF ( coupling_start_time == 0.0_wp )  THEN
1208          time_since_reference_point = 0.0_wp
1209       ELSEIF ( time_since_reference_point < 0.0_wp )  THEN
1210          run_coupled = .FALSE.
1211       ENDIF
1212    ENDIF
1213
1214!
1215!-- Set wind speed in the Galilei-transformed system
1216    IF ( galilei_transformation )  THEN
1217       IF ( use_ug_for_galilei_tr                    .AND.                                         &
1218            ug_vertical_gradient_level(1) == 0.0_wp  .AND.                                         &
1219            ug_vertical_gradient(1)       == 0.0_wp  .AND.                                         &
1220            vg_vertical_gradient_level(1) == 0.0_wp  .AND.                                         &
1221            vg_vertical_gradient(1)       == 0.0_wp )  THEN
1222          u_gtrans = ug_surface * 0.6_wp
1223          v_gtrans = vg_surface * 0.6_wp
1224       ELSEIF ( use_ug_for_galilei_tr  .AND.  ( ug_vertical_gradient_level(1) /= 0.0_wp .OR.       &
1225                                                ug_vertical_gradient(1) /= 0.0_wp ) )  THEN
1226          message_string = 'baroclinity (ug) not allowed simultaneously' //                        &
1227                           ' with galilei transformation'
1228          CALL message( 'check_parameters', 'PA0046', 1, 2, 0, 6, 0 )
1229       ELSEIF ( use_ug_for_galilei_tr  .AND.  ( vg_vertical_gradient_level(1) /= 0.0_wp  .OR.      &
1230                                                vg_vertical_gradient(1) /= 0.0_wp ) )  THEN
1231          message_string = 'baroclinity (vg) not allowed simultaneously' //                        &
1232                           ' with galilei transformation'
1233          CALL message( 'check_parameters', 'PA0047', 1, 2, 0, 6, 0 )
1234       ELSE
1235          message_string = 'variable translation speed used for Galilei-transformation, which ' // &
1236                           'may cause & instabilities in stably stratified regions'
1237          CALL message( 'check_parameters', 'PA0048', 0, 1, 0, 6, 0 )
1238       ENDIF
1239    ENDIF
1240
1241!
1242!-- In case of using a prandtl-layer, calculated (or prescribed) surface fluxes have to be used in
1243!-- the diffusion-terms
1244    IF ( constant_flux_layer )  use_surface_fluxes = .TRUE.
1245
1246!
1247!-- Check boundary conditions and set internal variables:
1248!-- Attention: the lateral boundary conditions have been already checked in parin
1249!
1250!-- Non-cyclic lateral boundaries require the multigrid method and Piascek-Willimas or
1251!-- Wicker - Skamarock advection scheme. Several schemes and tools do not work with non-cyclic
1252!-- boundary conditions.
1253    IF ( bc_lr /= 'cyclic'  .OR.  bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
1254       IF ( psolver(1:9) /= 'multigrid' )  THEN
1255          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' // 'psolver = "' //       &
1256                           TRIM( psolver ) // '"'
1257          CALL message( 'check_parameters', 'PA0051', 1, 2, 0, 6, 0 )
1258       ENDIF
1259       IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  momentum_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
1260
1261          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow momentum_advec = "' //      &
1262                           TRIM( momentum_advec ) // '"'
1263          CALL message( 'check_parameters', 'PA0052', 1, 2, 0, 6, 0 )
1264       ENDIF
1265       IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  scalar_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
1266          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow scalar_advec = "' //        &
1267                           TRIM( scalar_advec ) // '"'
1268          CALL message( 'check_parameters', 'PA0053', 1, 2, 0, 6, 0 )
1269       ENDIF
1270       IF ( galilei_transformation )  THEN
1271          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow galilei_transformation = .T.'
1272          CALL message( 'check_parameters', 'PA0054', 1, 2, 0, 6, 0 )
1273       ENDIF
1274    ENDIF
1275
1276!
1277!-- Bottom boundary condition for the turbulent Kinetic energy
1278    IF ( bc_e_b == 'neumann' )  THEN
1279       ibc_e_b = 1
1280    ELSEIF ( bc_e_b == '(u*)**2+neumann' )  THEN
1281       ibc_e_b = 2
1282       IF ( .NOT. constant_flux_layer )  THEN
1283          bc_e_b = 'neumann'
1284          ibc_e_b = 1
1285          message_string = 'boundary condition bc_e_b changed to "' // TRIM( bc_e_b ) // '"'
1286          CALL message( 'check_parameters', 'PA0057', 0, 1, 0, 6, 0 )
1287       ENDIF
1288    ELSE
1289       message_string = 'unknown boundary condition: bc_e_b = "' // TRIM( bc_e_b ) // '"'
1290       CALL message( 'check_parameters', 'PA0058', 1, 2, 0, 6, 0 )
1291    ENDIF
1292
1293!
1294!-- Boundary conditions for perturbation pressure
1295    IF ( bc_p_b == 'dirichlet' )  THEN
1296       ibc_p_b = 0
1297    ELSEIF ( bc_p_b == 'neumann' )  THEN
1298       ibc_p_b = 1
1299    ELSE
1300       message_string = 'unknown boundary condition: bc_p_b = "' // TRIM( bc_p_b ) // '"'
1301       CALL message( 'check_parameters', 'PA0059', 1, 2, 0, 6, 0 )
1302    ENDIF
1303
1304    IF ( bc_p_t == 'dirichlet' )  THEN
1305       ibc_p_t = 0
1306!-- TO_DO: later set bc_p_t to neumann before, in case of nested domain
1307    ELSEIF ( bc_p_t == 'neumann' .OR. bc_p_t == 'nested' )  THEN
1308       ibc_p_t = 1
1309    ELSE
1310       message_string = 'unknown boundary condition: bc_p_t = "' // TRIM( bc_p_t ) // '"'
1311       CALL message( 'check_parameters', 'PA0061', 1, 2, 0, 6, 0 )
1312    ENDIF
1313
1314!
1315!-- Boundary conditions for potential temperature
1316    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
1317       ibc_pt_b = 2
1318    ELSE
1319       IF ( bc_pt_b == 'dirichlet' )  THEN
1320          ibc_pt_b = 0
1321       ELSEIF ( bc_pt_b == 'neumann' )  THEN
1322          ibc_pt_b = 1
1323       ELSE
1324          message_string = 'unknown boundary condition: bc_pt_b = "' // TRIM( bc_pt_b ) // '"'
1325          CALL message( 'check_parameters', 'PA0062', 1, 2, 0, 6, 0 )
1326       ENDIF
1327    ENDIF
1328
1329    IF ( bc_pt_t == 'dirichlet' )  THEN
1330       ibc_pt_t = 0
1331    ELSEIF ( bc_pt_t == 'neumann' )  THEN
1332       ibc_pt_t = 1
1333    ELSEIF ( bc_pt_t == 'initial_gradient' )  THEN
1334       ibc_pt_t = 2
1335    ELSEIF ( bc_pt_t == 'nested'  .OR.  bc_pt_t == 'nesting_offline' )  THEN
1336       ibc_pt_t = 3
1337    ELSE
1338       message_string = 'unknown boundary condition: bc_pt_t = "' // TRIM( bc_pt_t ) // '"'
1339       CALL message( 'check_parameters', 'PA0063', 1, 2, 0, 6, 0 )
1340    ENDIF
1341
1342    IF ( ANY( wall_heatflux /= 0.0_wp )  .AND.  surface_heatflux == 9999999.9_wp )  THEN
1343       message_string = 'wall_heatflux additionally requires setting of surface_heatflux'
1344       CALL message( 'check_parameters', 'PA0443', 1, 2, 0, 6, 0 )
1345    ENDIF
1346
1347!
1348!   This IF clause needs revision, got too complex!!
1349    IF ( surface_heatflux == 9999999.9_wp  )  THEN
1350       constant_heatflux = .FALSE.
1351       IF ( large_scale_forcing  .OR.  land_surface  .OR.  urban_surface )  THEN
1352          IF ( ibc_pt_b == 0 )  THEN
1353             constant_heatflux = .FALSE.
1354          ELSEIF ( ibc_pt_b == 1 )  THEN
1355             constant_heatflux = .TRUE.
1356             surface_heatflux = 0.0_wp
1357          ENDIF
1358       ENDIF
1359    ELSE
1360       constant_heatflux = .TRUE.
1361    ENDIF
1362
1363    IF ( top_heatflux     == 9999999.9_wp )  constant_top_heatflux = .FALSE.
1364
1365    IF ( neutral )  THEN
1366
1367       IF ( surface_heatflux /= 0.0_wp  .AND.  surface_heatflux /= 9999999.9_wp )  THEN
1368          message_string = 'heatflux must not be set for pure neutral flow'
1369          CALL message( 'check_parameters', 'PA0351', 1, 2, 0, 6, 0 )
1370       ENDIF
1371
1372       IF ( top_heatflux /= 0.0_wp  .AND.  top_heatflux /= 9999999.9_wp )  THEN
1373          message_string = 'heatflux must not be set for pure neutral flow'
1374          CALL message( 'check_parameters', 'PA0351', 1, 2, 0, 6, 0 )
1375       ENDIF
1376
1377    ENDIF
1378
1379    IF ( top_momentumflux_u /= 9999999.9_wp  .AND.  top_momentumflux_v /= 9999999.9_wp )  THEN
1380       constant_top_momentumflux = .TRUE.
1381    ELSEIF ( .NOT. ( top_momentumflux_u == 9999999.9_wp  .AND.                                     &
1382           top_momentumflux_v == 9999999.9_wp ) )  THEN
1383       message_string = 'both, top_momentumflux_u AND top_momentumflux_v must be set'
1384       CALL message( 'check_parameters', 'PA0064', 1, 2, 0, 6, 0 )
1385    ENDIF
1386
1387!
1388!-- A given surface temperature implies Dirichlet boundary condition for temperature. In this case
1389!-- specification of a constant heat flux is forbidden.
1390    IF ( ibc_pt_b == 0  .AND.  constant_heatflux  .AND.  surface_heatflux /= 0.0_wp )  THEN
1391       message_string = 'boundary_condition: bc_pt_b = "' // TRIM( bc_pt_b ) //                    &
1392                        '& is not allowed with constant_heatflux = .TRUE.'
1393       CALL message( 'check_parameters', 'PA0065', 1, 2, 0, 6, 0 )
1394    ENDIF
1395    IF ( constant_heatflux  .AND.  pt_surface_initial_change /= 0.0_wp )  THEN
1396       WRITE ( message_string, * )  'constant_heatflux = .TRUE. is not allo',                      &
1397               'wed with pt_surface_initial_change (/=0) = ', pt_surface_initial_change
1398       CALL message( 'check_parameters', 'PA0066', 1, 2, 0, 6, 0 )
1399    ENDIF
1400    IF ( constant_heatflux  .AND.  pt_surface_heating_rate /= 0.0_wp )  THEN
1401       WRITE ( message_string, * )  'constant_heatflux = .TRUE. is not allo',                      &
1402               'wed with pt_surface_heating_rate (/=0) = ', pt_surface_heating_rate
1403       CALL message( 'check_parameters', 'PA0497', 1, 2, 0, 6, 0 )
1404    ENDIF
1405
1406!
1407!-- A given temperature at the top implies Dirichlet boundary condition for temperature. In this
1408!-- case specification of a constant heat flux is forbidden.
1409    IF ( ibc_pt_t == 0  .AND.  constant_top_heatflux  .AND.  top_heatflux /= 0.0_wp )  THEN
1410       message_string = 'boundary_condition: bc_pt_t = "' // TRIM( bc_pt_t ) //                    &
1411                        '" is not allowed with constant_top_heatflux = .TRUE.'
1412       CALL message( 'check_parameters', 'PA0067', 1, 2, 0, 6, 0 )
1413    ENDIF
1414
1415!
1416!-- Set boundary conditions for total water content
1417    IF ( humidity )  THEN
1418
1419       IF ( ANY( wall_humidityflux /= 0.0_wp )  .AND.  surface_waterflux == 9999999.9_wp )  THEN
1420          message_string = 'wall_humidityflux additionally requires setting of surface_waterflux'
1421          CALL message( 'check_parameters', 'PA0444', 1, 2, 0, 6, 0 )
1422       ENDIF
1423
1424       CALL set_bc_scalars( 'q', bc_q_b, bc_q_t, ibc_q_b, ibc_q_t, 'PA0071', 'PA0072' )
1425
1426       IF ( surface_waterflux == 9999999.9_wp  )  THEN
1427          constant_waterflux = .FALSE.
1428          IF ( large_scale_forcing .OR. land_surface )  THEN
1429             IF ( ibc_q_b == 0 )  THEN
1430                constant_waterflux = .FALSE.
1431             ELSEIF ( ibc_q_b == 1 )  THEN
1432                constant_waterflux = .TRUE.
1433             ENDIF
1434          ENDIF
1435       ELSE
1436          constant_waterflux = .TRUE.
1437       ENDIF
1438
1439       CALL check_bc_scalars( 'q', bc_q_b, ibc_q_b, 'PA0073', 'PA0074', constant_waterflux,        &
1440                              q_surface_initial_change )
1441
1442    ENDIF
1443
1444    IF ( passive_scalar )  THEN
1445
1446       IF ( ANY( wall_scalarflux /= 0.0_wp )  .AND.  surface_scalarflux == 9999999.9_wp )  THEN
1447          message_string = 'wall_scalarflux additionally requires setting of surface_scalarflux'
1448          CALL message( 'check_parameters', 'PA0445', 1, 2, 0, 6, 0 )
1449       ENDIF
1450
1451       IF ( surface_scalarflux == 9999999.9_wp )  constant_scalarflux = .FALSE.
1452
1453       CALL set_bc_scalars( 's', bc_s_b, bc_s_t, ibc_s_b, ibc_s_t, 'PA0071', 'PA0072' )
1454
1455       CALL check_bc_scalars( 's', bc_s_b, ibc_s_b, 'PA0073', 'PA0074', constant_scalarflux,       &
1456                              s_surface_initial_change )
1457
1458       IF ( top_scalarflux == 9999999.9_wp )  constant_top_scalarflux = .FALSE.
1459!
1460!--    A fixed scalar concentration at the top implies Dirichlet boundary condition for scalar.
1461!--    Hence, in this case specification of a constant scalar flux is forbidden.
1462       IF ( ( ibc_s_t == 0 .OR. ibc_s_t == 2 )  .AND.  constant_top_scalarflux  .AND.              &
1463              top_scalarflux /= 0.0_wp )  THEN
1464          message_string = 'boundary condition: bc_s_t = "' // TRIM( bc_s_t ) //                   &
1465                           '" is not allowed with top_scalarflux /= 0.0'
1466          CALL message( 'check_parameters', 'PA0441', 1, 2, 0, 6, 0 )
1467       ENDIF
1468    ENDIF
1469
1470!
1471!-- Boundary conditions for horizontal components of wind speed
1472    IF ( bc_uv_b == 'dirichlet' )  THEN
1473       ibc_uv_b = 0
1474    ELSEIF ( bc_uv_b == 'neumann' )  THEN
1475       ibc_uv_b = 1
1476       IF ( constant_flux_layer )  THEN
1477          message_string = 'boundary condition: bc_uv_b = "' // TRIM( bc_uv_b ) //                 &
1478                           '" is not allowed with constant_flux_layer = .TRUE.'
1479          CALL message( 'check_parameters', 'PA0075', 1, 2, 0, 6, 0 )
1480       ENDIF
1481    ELSE
1482       message_string = 'unknown boundary condition: bc_uv_b = "' // TRIM( bc_uv_b ) // '"'
1483       CALL message( 'check_parameters', 'PA0076', 1, 2, 0, 6, 0 )
1484    ENDIF
1485!
1486!-- In case of coupled simulations u and v at the ground in atmosphere will be assigned with the u
1487!-- and v values of the ocean surface
1488    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
1489       ibc_uv_b = 2
1490    ENDIF
1491
1492    IF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
1493       bc_uv_t = 'neumann'
1494       ibc_uv_t = 1
1495    ELSE
1496       IF ( bc_uv_t == 'dirichlet' .OR. bc_uv_t == 'dirichlet_0' )  THEN
1497          ibc_uv_t = 0
1498          IF ( bc_uv_t == 'dirichlet_0' )  THEN
1499!
1500!--          Velocities for the initial u,v-profiles are set zero at the top in case of dirichlet_0
1501!--          conditions
1502             u_init(nzt+1)    = 0.0_wp
1503             v_init(nzt+1)    = 0.0_wp
1504          ENDIF
1505       ELSEIF ( bc_uv_t == 'neumann' )  THEN
1506          ibc_uv_t = 1
1507       ELSEIF ( bc_uv_t == 'nested'  .OR.  bc_uv_t == 'nesting_offline' )  THEN
1508          ibc_uv_t = 3
1509       ELSE
1510          message_string = 'unknown boundary condition: bc_uv_t = "' // TRIM( bc_uv_t ) // '"'
1511          CALL message( 'check_parameters', 'PA0077', 1, 2, 0, 6, 0 )
1512       ENDIF
1513    ENDIF
1514
1515!
1516!-- Compute and check, respectively, the Rayleigh Damping parameter
1517    IF ( rayleigh_damping_factor == -1.0_wp )  THEN
1518       rayleigh_damping_factor = 0.0_wp
1519    ELSE
1520       IF ( rayleigh_damping_factor < 0.0_wp  .OR.  rayleigh_damping_factor > 1.0_wp )  THEN
1521          WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_factor = ', rayleigh_damping_factor,       &
1522                 ' out of range [0.0,1.0]'
1523          CALL message( 'check_parameters', 'PA0078', 1, 2, 0, 6, 0 )
1524       ENDIF
1525    ENDIF
1526
1527    IF ( rayleigh_damping_height == -1.0_wp )  THEN
1528       IF ( .NOT. ocean_mode )  THEN
1529          rayleigh_damping_height = 0.66666666666_wp * zu(nzt)
1530       ELSE
1531          rayleigh_damping_height = 0.66666666666_wp * zu(nzb)
1532       ENDIF
1533    ELSE
1534       IF ( .NOT. ocean_mode )  THEN
1535          IF ( rayleigh_damping_height < 0.0_wp  .OR.  rayleigh_damping_height > zu(nzt) )  THEN
1536             WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_height = ',  rayleigh_damping_height,   &
1537                    ' out of range [0.0,', zu(nzt), ']'
1538             CALL message( 'check_parameters', 'PA0079', 1, 2, 0, 6, 0 )
1539          ENDIF
1540       ELSE
1541          IF ( rayleigh_damping_height > 0.0_wp  .OR.  rayleigh_damping_height < zu(nzb) )  THEN
1542             WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_height = ', rayleigh_damping_height,    &
1543                    ' out of range [0.0,', zu(nzb), ']'
1544             CALL message( 'check_parameters', 'PA0079', 1, 2, 0, 6, 0 )
1545          ENDIF
1546       ENDIF
1547    ENDIF
1548
1549!
1550!-- Check number of chosen statistic regions
1551    IF ( statistic_regions < 0 )  THEN
1552       WRITE ( message_string, * ) 'number of statistic_regions = ', statistic_regions+1,          &
1553               ' is not allowed'
1554       CALL message( 'check_parameters', 'PA0082', 1, 2, 0, 6, 0 )
1555    ENDIF
1556    IF ( normalizing_region > statistic_regions  .OR.  normalizing_region < 0)  THEN
1557       WRITE ( message_string, * ) 'normalizing_region = ', normalizing_region,                    &
1558               ' must be >= 0 and <= ',statistic_regions, ' (value of statistic_regions)'
1559       CALL message( 'check_parameters', 'PA0083', 1, 2, 0, 6, 0 )
1560    ENDIF
1561
1562!
1563!-- Set the default intervals for data output, if necessary
1564!-- NOTE: dt_dosp has already been set in spectra_parin
1565    IF ( dt_data_output /= 9999999.9_wp )  THEN
1566       IF ( dt_dopr           == 9999999.9_wp )  dt_dopr           = dt_data_output
1567       IF ( dt_dopts          == 9999999.9_wp )  dt_dopts          = dt_data_output
1568       IF ( dt_do2d_xy        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_xy        = dt_data_output
1569       IF ( dt_do2d_xz        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_xz        = dt_data_output
1570       IF ( dt_do2d_yz        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_yz        = dt_data_output
1571       IF ( dt_do3d           == 9999999.9_wp )  dt_do3d           = dt_data_output
1572       IF ( dt_data_output_av == 9999999.9_wp )  dt_data_output_av = dt_data_output
1573       DO  mid = 1, max_masks
1574          IF ( dt_domask(mid) == 9999999.9_wp )  dt_domask(mid)    = dt_data_output
1575       ENDDO
1576    ENDIF
1577
1578!
1579!-- Set the default skip time intervals for data output, if necessary
1580    IF ( skip_time_dopr    == 9999999.9_wp )  skip_time_dopr    = skip_time_data_output
1581    IF ( skip_time_do2d_xy == 9999999.9_wp )  skip_time_do2d_xy = skip_time_data_output
1582    IF ( skip_time_do2d_xz == 9999999.9_wp )  skip_time_do2d_xz = skip_time_data_output
1583    IF ( skip_time_do2d_yz == 9999999.9_wp )  skip_time_do2d_yz = skip_time_data_output
1584    IF ( skip_time_do3d    == 9999999.9_wp )  skip_time_do3d    = skip_time_data_output
1585    IF ( skip_time_data_output_av == 9999999.9_wp )                                                &
1586                                       skip_time_data_output_av = skip_time_data_output
1587    DO  mid = 1, max_masks
1588       IF ( skip_time_domask(mid) == 9999999.9_wp )                                                &
1589                                       skip_time_domask(mid)    = skip_time_data_output
1590    ENDDO
1591
1592!
1593!-- Check the average intervals (first for 3d-data, then for profiles)
1594    IF ( averaging_interval > dt_data_output_av )  THEN
1595       WRITE( message_string, * )  'averaging_interval = ', averaging_interval,                    &
1596              ' must be <= dt_data_output_av = ', dt_data_output_av
1597       CALL message( 'check_parameters', 'PA0085', 1, 2, 0, 6, 0 )
1598    ENDIF
1599
1600    IF ( averaging_interval_pr == 9999999.9_wp )  THEN
1601       averaging_interval_pr = averaging_interval
1602    ENDIF
1603
1604    IF ( averaging_interval_pr > dt_dopr )  THEN
1605       WRITE( message_string, * )  'averaging_interval_pr = ', averaging_interval_pr,              &
1606              ' must be <= dt_dopr = ', dt_dopr
1607       CALL message( 'check_parameters', 'PA0086', 1, 2, 0, 6, 0 )
1608    ENDIF
1609
1610!
1611!-- Set the default interval for profiles entering the temporal average
1612    IF ( dt_averaging_input_pr == 9999999.9_wp )  THEN
1613       dt_averaging_input_pr = dt_averaging_input
1614    ENDIF
1615
1616!
1617!-- Set the default interval for the output of timeseries to a reasonable value (tries to minimize
1618!-- the number of calls of flow_statistics)
1619    IF ( dt_dots == 9999999.9_wp )  THEN
1620       IF ( averaging_interval_pr == 0.0_wp )  THEN
1621          dt_dots = MIN( dt_run_control, dt_dopr )
1622       ELSE
1623          dt_dots = MIN( dt_run_control, dt_averaging_input_pr )
1624       ENDIF
1625    ENDIF
1626
1627!
1628!-- Check the sample rate for averaging (first for 3d-data, then for profiles)
1629    IF ( dt_averaging_input > averaging_interval )  THEN
1630       WRITE( message_string, * )  'dt_averaging_input = ', dt_averaging_input,                    &
1631              ' must be <= averaging_interval = ', averaging_interval
1632       CALL message( 'check_parameters', 'PA0088', 1, 2, 0, 6, 0 )
1633    ENDIF
1634
1635    IF ( dt_averaging_input_pr > averaging_interval_pr )  THEN
1636       WRITE( message_string, * )  'dt_averaging_input_pr = ', dt_averaging_input_pr,              &
1637              ' must be <= averaging_interval_pr = ', averaging_interval_pr
1638       CALL message( 'check_parameters', 'PA0089', 1, 2, 0, 6, 0 )
1639    ENDIF
1640
1641!
1642!-- Check data-output variable list for any duplicates and remove them
1643    ALLOCATE( data_output_filtered(1:UBOUND( data_output_pr, DIM=1 )) )
1644    CALL filter_duplicate_strings( varnamelength, data_output_pr, data_output_filtered )
1645    data_output_pr = data_output_filtered
1646    DEALLOCATE( data_output_filtered )
1647!
1648!-- Determine the number of output profiles and check whether they are permissible
1649    DO  WHILE ( data_output_pr(dopr_n+1) /= '          ' )
1650
1651       dopr_n = dopr_n + 1
1652       i = dopr_n
1653
1654!
1655!--    Determine internal profile number (for hom, homs) and store height levels
1656       SELECT CASE ( TRIM( data_output_pr(i) ) )
1657
1658          CASE ( 'u', '#u' )
1659             dopr_index(i) = 1
1660             dopr_unit(i)  = 'm/s'
1661             hom(:,2,1,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1662             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1663                dopr_initial_index(i) = 5
1664                hom(:,2,5,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1665                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1666             ENDIF
1667
1668          CASE ( 'v', '#v' )
1669             dopr_index(i) = 2
1670             dopr_unit(i)  = 'm/s'
1671             hom(:,2,2,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1672             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1673                dopr_initial_index(i) = 6
1674                hom(:,2,6,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1675                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1676             ENDIF
1677
1678          CASE ( 'w' )
1679             dopr_index(i) = 3
1680             dopr_unit(i)  = 'm/s'
1681             hom(:,2,3,:)  = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1682
1683          CASE ( 'theta', '#theta' )
1684             IF ( .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
1685                dopr_index(i) = 4
1686                dopr_unit(i)  = 'K'
1687                hom(:,2,4,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1688                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1689                   dopr_initial_index(i) = 7
1690                   hom(:,2,7,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1691                   hom(nzb,2,7,:)        = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1692                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1693                ENDIF
1694             ELSE
1695                dopr_index(i) = 43
1696                dopr_unit(i)  = 'K'
1697                hom(:,2,43,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1698                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1699                   dopr_initial_index(i) = 28
1700                   hom(:,2,28,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1701                   hom(nzb,2,28,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1702                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1703                ENDIF
1704             ENDIF
1705
1706          CASE ( 'e', '#e' )
1707             dopr_index(i)  = 8
1708             dopr_unit(i)   = 'm2/s2'
1709             hom(:,2,8,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1710             hom(nzb,2,8,:) = 0.0_wp
1711             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1712                dopr_initial_index(i) = 8
1713                hom(:,2,8,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1714                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1715             ENDIF
1716
1717          CASE ( 'km', '#km' )
1718             dopr_index(i)  = 9
1719             dopr_unit(i)   = 'm2/s'
1720             hom(:,2,9,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1721             hom(nzb,2,9,:) = 0.0_wp
1722             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1723                dopr_initial_index(i) = 23
1724                hom(:,2,23,:)         = hom(:,2,9,:)
1725                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1726             ENDIF
1727
1728          CASE ( 'kh', '#kh' )
1729             dopr_index(i)   = 10
1730             dopr_unit(i)    = 'm2/s'
1731             hom(:,2,10,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1732             hom(nzb,2,10,:) = 0.0_wp
1733             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1734                dopr_initial_index(i) = 24
1735                hom(:,2,24,:)         = hom(:,2,10,:)
1736                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1737             ENDIF
1738
1739          CASE ( 'l', '#l' )
1740             dopr_index(i)   = 11
1741             dopr_unit(i)    = 'm'
1742             hom(:,2,11,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1743             hom(nzb,2,11,:) = 0.0_wp
1744             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1745                dopr_initial_index(i) = 25
1746                hom(:,2,25,:)         = hom(:,2,11,:)
1747                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1748             ENDIF
1749
1750          CASE ( 'w"u"' )
1751             dopr_index(i) = 12
1752             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1753             hom(:,2,12,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1754             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,12,:) = zu(1)
1755
1756          CASE ( 'w*u*' )
1757             dopr_index(i) = 13
1758             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1759             hom(:,2,13,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1760
1761          CASE ( 'w"v"' )
1762             dopr_index(i) = 14
1763             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1764             hom(:,2,14,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1765             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,14,:) = zu(1)
1766
1767          CASE ( 'w*v*' )
1768             dopr_index(i) = 15
1769             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1770             hom(:,2,15,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1771
1772          CASE ( 'w"theta"' )
1773             dopr_index(i) = 16
1774             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1775             hom(:,2,16,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1776
1777          CASE ( 'w*theta*' )
1778             dopr_index(i) = 17
1779             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1780             hom(:,2,17,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1781
1782          CASE ( 'wtheta' )
1783             dopr_index(i) = 18
1784             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1785             hom(:,2,18,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1786
1787          CASE ( 'wu' )
1788             dopr_index(i) = 19
1789             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1790             hom(:,2,19,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1791             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,19,:) = zu(1)
1792
1793          CASE ( 'wv' )
1794             dopr_index(i) = 20
1795             dopr_unit(i)  = TRIM ( momentumflux_output_unit )
1796             hom(:,2,20,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1797             IF ( constant_flux_layer )  hom(nzb,2,20,:) = zu(1)
1798
1799          CASE ( 'w*theta*BC' )
1800             dopr_index(i) = 21
1801             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1802             hom(:,2,21,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1803
1804          CASE ( 'wthetaBC' )
1805             dopr_index(i) = 22
1806             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1807             hom(:,2,22,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1808
1809          CASE ( 'u*2' )
1810             dopr_index(i) = 30
1811             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1812             hom(:,2,30,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1813
1814          CASE ( 'v*2' )
1815             dopr_index(i) = 31
1816             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1817             hom(:,2,31,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1818
1819          CASE ( 'w*2' )
1820             dopr_index(i) = 32
1821             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1822             hom(:,2,32,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1823
1824          CASE ( 'theta*2' )
1825             dopr_index(i) = 33
1826             dopr_unit(i)  = 'K2'
1827             hom(:,2,33,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1828
1829          CASE ( 'e*' )
1830             dopr_index(i) = 34
1831             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
1832             hom(:,2,34,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1833
1834          CASE ( 'w*2theta*' )
1835             dopr_index(i) = 35
1836             dopr_unit(i)  = 'K m2/s2'
1837             hom(:,2,35,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1838
1839          CASE ( 'w*theta*2' )
1840             dopr_index(i) = 36
1841             dopr_unit(i)  = 'K2 m/s'
1842             hom(:,2,36,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1843
1844          CASE ( 'w*e*' )
1845             dopr_index(i) = 37
1846             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
1847             hom(:,2,37,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1848
1849          CASE ( 'w*3' )
1850             dopr_index(i) = 38
1851             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
1852             hom(:,2,38,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1853
1854          CASE ( 'Sw' )
1855             dopr_index(i) = 39
1856             dopr_unit(i)  = 'none'
1857             hom(:,2,39,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1858
1859          CASE ( 'p' )
1860             dopr_index(i) = 40
1861             dopr_unit(i)  = 'Pa'
1862             hom(:,2,40,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1863
1864          CASE ( 'q', '#q' )
1865             IF ( .NOT. humidity )  THEN
1866                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
1867                                 ' is not implemented for humidity = .FALSE.'
1868                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1869             ELSE
1870                dopr_index(i) = 41
1871                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
1872                hom(:,2,41,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1873                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1874                   dopr_initial_index(i) = 26
1875                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1876                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1877                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1878                ENDIF
1879             ENDIF
1880
1881          CASE ( 's', '#s' )
1882             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
1883                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
1884                                 ' is not implemented for passive_scalar = .FALSE.'
1885                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
1886             ELSE
1887                dopr_index(i) = 115
1888                dopr_unit(i)  = 'kg/m3'
1889                hom(:,2,115,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1890                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1891                   dopr_initial_index(i) = 121
1892                   hom(:,2,121,:)        = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1893                   hom(nzb,2,121,:)      = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1894                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1895                ENDIF
1896             ENDIF
1897
1898          CASE ( 'qv', '#qv' )
1899             IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
1900                dopr_index(i) = 41
1901                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
1902                hom(:,2,41,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1903                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1904                   dopr_initial_index(i) = 26
1905                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1906                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1907                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1908                ENDIF
1909             ELSE
1910                dopr_index(i) = 42
1911                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
1912                hom(:,2,42,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1913                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1914                   dopr_initial_index(i) = 27
1915                   hom(:,2,27,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1916                   hom(nzb,2,27,:)       = 0.0_wp   ! because zu(nzb) is negative
1917                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1918                ENDIF
1919             ENDIF
1920
1921          CASE ( 'thetal', '#thetal' )
1922             IF ( .NOT. bulk_cloud_model ) THEN
1923                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
1924                                 ' is not implemented for bulk_cloud_model = .FALSE.'
1925                CALL message( 'check_parameters', 'PA0094', 1, 2, 0, 6, 0 )
1926             ELSE
1927                dopr_index(i) = 4
1928                dopr_unit(i)  = 'K'
1929                hom(:,2,4,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1930                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1931                   dopr_initial_index(i) = 7
1932                   hom(:,2,7,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1933                   hom(nzb,2,7,:)        = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1934                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1935                ENDIF
1936             ENDIF
1937
1938          CASE ( 'thetav', '#thetav' )
1939             dopr_index(i) = 44
1940             dopr_unit(i)  = 'K'
1941             hom(:,2,44,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1942             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
1943                dopr_initial_index(i) = 29
1944                hom(:,2,29,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
1945                hom(nzb,2,29,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
1946                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
1947             ENDIF
1948
1949          CASE ( 'w"thetav"' )
1950             dopr_index(i) = 45
1951             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1952             hom(:,2,45,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1953
1954          CASE ( 'w*thetav*' )
1955             dopr_index(i) = 46
1956             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1957             hom(:,2,46,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1958
1959          CASE ( 'wthetav' )
1960             dopr_index(i) = 47
1961             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
1962             hom(:,2,47,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1963
1964          CASE ( 'w"q"' )
1965             IF ( .NOT. humidity )  THEN
1966                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
1967                                 ' is not implemented for humidity = .FALSE.'
1968                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1969             ELSE
1970                dopr_index(i) = 48
1971                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
1972                hom(:,2,48,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1973             ENDIF
1974
1975          CASE ( 'w*q*' )
1976             IF ( .NOT. humidity )  THEN
1977                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
1978                                 ' is not implemented for humidity = .FALSE.'
1979                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1980             ELSE
1981                dopr_index(i) = 49
1982                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
1983                hom(:,2,49,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1984             ENDIF
1985
1986          CASE ( 'wq' )
1987             IF ( .NOT. humidity )  THEN
1988                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
1989                                 ' is not implemented for humidity = .FALSE.'
1990                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
1991             ELSE
1992                dopr_index(i) = 50
1993                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
1994                hom(:,2,50,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
1995             ENDIF
1996
1997          CASE ( 'w"s"' )
1998             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
1999                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2000                                 ' is not implemented for passive_scalar = .FALSE.'
2001                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2002             ELSE
2003                dopr_index(i) = 117
2004                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2005                hom(:,2,117,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2006             ENDIF
2007
2008          CASE ( 'w*s*' )
2009             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
2010                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2011                                 ' is not implemented for passive_scalar = .FALSE.'
2012                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2013             ELSE
2014                dopr_index(i) = 114
2015                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2016                hom(:,2,114,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2017             ENDIF
2018
2019          CASE ( 'ws' )
2020             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
2021                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2022                                 ' is not implemented for passive_scalar = .FALSE.'
2023                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2024             ELSE
2025                dopr_index(i) = 118
2026                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2027                hom(:,2,118,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2028             ENDIF
2029
2030          CASE ( 'w"qv"' )
2031             IF ( humidity  .AND.  .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2032                dopr_index(i) = 48
2033                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2034                hom(:,2,48,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2035             ELSEIF ( humidity  .AND.  bulk_cloud_model )  THEN
2036                dopr_index(i) = 51
2037                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2038                hom(:,2,51,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2039             ELSE
2040                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2041                                 ' is not implemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' //          &
2042                                 'and humidity = .FALSE.'
2043                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2044             ENDIF
2045
2046          CASE ( 'w*qv*' )
2047             IF ( humidity  .AND.  .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2048                dopr_index(i) = 49
2049                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2050                hom(:,2,49,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2051             ELSEIF( humidity  .AND.  bulk_cloud_model )  THEN
2052                dopr_index(i) = 52
2053                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2054                hom(:,2,52,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2055             ELSE
2056                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2057                                 ' is not implemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' //          &
2058                                 'and humidity = .FALSE.'
2059                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2060             ENDIF
2061
2062          CASE ( 'wqv' )
2063             IF ( humidity  .AND.  .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2064                dopr_index(i) = 50
2065                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2066                hom(:,2,50,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2067             ELSEIF ( humidity  .AND.  bulk_cloud_model )  THEN
2068                dopr_index(i) = 53
2069                dopr_unit(i)  = TRIM ( waterflux_output_unit )
2070                hom(:,2,53,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2071             ELSE
2072                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2073                                 ' is not implemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' //          &
2074                                 'and humidity = .FALSE.'
2075                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2076             ENDIF
2077
2078          CASE ( 'ql' )
2079             IF ( .NOT. bulk_cloud_model  .AND.  .NOT. cloud_droplets )  THEN
2080                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2081                                 ' is not implemented for bulk_cloud_model = .FALSE. ' //          &
2082                                 'and cloud_droplets = .FALSE.'
2083                CALL message( 'check_parameters', 'PA0096', 1, 2, 0, 6, 0 )
2084             ELSE
2085                dopr_index(i) = 54
2086                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2087                hom(:,2,54,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2088             ENDIF
2089
2090          CASE ( 'w*u*u*:dz' )
2091             dopr_index(i) = 55
2092             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2093             hom(:,2,55,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2094
2095          CASE ( 'w*p*:dz' )
2096             dopr_index(i) = 56
2097             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2098             hom(:,2,56,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2099
2100          CASE ( 'w"e:dz' )
2101             dopr_index(i) = 57
2102             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2103             hom(:,2,57,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2104
2105          CASE ( 'u"theta"' )
2106             dopr_index(i) = 58
2107             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2108             hom(:,2,58,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2109
2110          CASE ( 'u*theta*' )
2111             dopr_index(i) = 59
2112             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2113             hom(:,2,59,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2114
2115          CASE ( 'utheta_t' )
2116             dopr_index(i) = 60
2117             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2118             hom(:,2,60,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2119
2120          CASE ( 'v"theta"' )
2121             dopr_index(i) = 61
2122             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2123             hom(:,2,61,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2124
2125          CASE ( 'v*theta*' )
2126             dopr_index(i) = 62
2127             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2128             hom(:,2,62,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2129
2130          CASE ( 'vtheta_t' )
2131             dopr_index(i) = 63
2132             dopr_unit(i)  = TRIM ( heatflux_output_unit )
2133             hom(:,2,63,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2134
2135          CASE ( 'w*p*' )
2136             dopr_index(i) = 68
2137             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2138             hom(:,2,68,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2139
2140          CASE ( 'w"e' )
2141             dopr_index(i) = 69
2142             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2143             hom(:,2,69,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2144
2145          CASE ( 'q*2' )
2146             IF (  .NOT.  humidity )  THEN
2147                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2148                                 ' is not implemented for humidity = .FALSE.'
2149                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
2150             ELSE
2151                dopr_index(i) = 70
2152                dopr_unit(i)  = 'kg2/kg2'
2153                hom(:,2,70,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2154             ENDIF
2155
2156          CASE ( 'hyp' )
2157             dopr_index(i) = 72
2158             dopr_unit(i)  = 'hPa'
2159             hom(:,2,72,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2160
2161          CASE ( 'rho' )
2162             dopr_index(i)  = 119
2163             dopr_unit(i)   = 'kg/m3'
2164             hom(:,2,119,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2165
2166          CASE ( 'rho_zw' )
2167             dopr_index(i)  = 120
2168             dopr_unit(i)   = 'kg/m3'
2169             hom(:,2,120,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2170
2171          CASE ( 'ug' )
2172             dopr_index(i) = 78
2173             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2174             hom(:,2,78,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2175
2176          CASE ( 'vg' )
2177             dopr_index(i) = 79
2178             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2179             hom(:,2,79,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2180
2181          CASE ( 'w_subs' )
2182             IF (  .NOT.  large_scale_subsidence )  THEN
2183                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2184                                 ' is not implemented for large_scale_subsidence = .FALSE.'
2185                CALL message( 'check_parameters', 'PA0382', 1, 2, 0, 6, 0 )
2186             ELSE
2187                dopr_index(i) = 80
2188                dopr_unit(i)  = 'm/s'
2189                hom(:,2,80,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2190             ENDIF
2191
2192          CASE ( 's*2' )
2193             IF (  .NOT.  passive_scalar )  THEN
2194                message_string = 'data_output_pr = ' // TRIM( data_output_pr(i) ) //               &
2195                                 ' is not implemented for passive_scalar = .FALSE.'
2196                CALL message( 'check_parameters', 'PA0185', 1, 2, 0, 6, 0 )
2197             ELSE
2198                dopr_index(i) = 116
2199                dopr_unit(i)  = 'kg2/m6'
2200                hom(:,2,116,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2201             ENDIF
2202
2203           CASE ( 'eta' )
2204              dopr_index(i) = 121
2205              dopr_unit(i)  = 'mm'
2206              hom(:,2,121,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2207
2208              kolmogorov_length_scale = .TRUE.
2209
2210          CASE DEFAULT
2211             unit = 'illegal'
2212!
2213!--          Check for other modules
2214             CALL module_interface_check_data_output_pr( data_output_pr(i), i, unit, dopr_unit(i) )
2215
2216!
2217!--          No valid quantity found
2218             IF ( unit == 'illegal' )  THEN
2219                IF ( data_output_pr_user(1) /= ' ' )  THEN
2220                   message_string = 'illegal value for data_output_pr or ' //                      &
2221                                    'data_output_pr_user = "' // TRIM( data_output_pr(i) ) // '"'
2222                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0097', 1, 2, 0, 6, 0 )
2223                ELSE
2224                   message_string = 'illegal value for data_output_pr = "' //                      &
2225                                    TRIM( data_output_pr(i) ) // '"'
2226                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0098', 1, 2, 0, 6, 0 )
2227                ENDIF
2228             ENDIF
2229
2230       END SELECT
2231
2232    ENDDO
2233
2234
2235!
2236!-- Append user-defined data output variables to the standard data output
2237    IF ( data_output_user(1) /= ' ' )  THEN
2238       i = 1
2239       DO  WHILE ( data_output(i) /= ' '  .AND.  i <= 500 )
2240          i = i + 1
2241       ENDDO
2242       j = 1
2243       DO  WHILE ( data_output_user(j) /= ' '  .AND.  j <= 500 )
2244          IF ( i > 500 )  THEN
2245             message_string = 'number of output quantitities given by data' //                     &
2246                              '_output and data_output_user exceeds the limit of 500'
2247             CALL message( 'check_parameters', 'PA0102', 1, 2, 0, 6, 0 )
2248          ENDIF
2249          data_output(i) = data_output_user(j)
2250          i = i + 1
2251          j = j + 1
2252       ENDDO
2253    ENDIF
2254!
2255!-- Check data-output variable list for any duplicates and remove them
2256    ALLOCATE( data_output_filtered(1:UBOUND( data_output, DIM=1 )) )
2257    CALL filter_duplicate_strings( varnamelength, data_output, data_output_filtered )
2258    data_output = data_output_filtered
2259    DEALLOCATE( data_output_filtered )
2260!
2261!-- Check and set steering parameters for 2d/3d data output and averaging
2262    i   = 1
2263    DO  WHILE ( data_output(i) /= ' '  .AND.  i <= 500 )
2264!
2265!--    Check for data averaging
2266       ilen = LEN_TRIM( data_output(i) )
2267       j = 0                                                 ! no data averaging
2268       IF ( ilen > 3 )  THEN
2269          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_av' )  THEN
2270             j = 1                                           ! data averaging
2271             data_output(i) = data_output(i)(1:ilen-3)
2272          ENDIF
2273       ENDIF
2274!
2275!--    Check for cross section or volume data
2276       ilen = LEN_TRIM( data_output(i) )
2277       k = 0                                                   ! 3d data
2278       var = data_output(i)(1:ilen)
2279       IF ( ilen > 3 )  THEN
2280          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xy'  .OR.  data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xz'    &
2281               .OR.  data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_yz' )  THEN
2282             k = 1                                             ! 2d data
2283             var = data_output(i)(1:ilen-3)
2284          ENDIF
2285       ENDIF
2286
2287!
2288!--    Check for allowed value and set units
2289       SELECT CASE ( TRIM( var ) )
2290
2291          CASE ( 'e' )
2292             IF ( constant_diffusion )  THEN
2293                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2294                                 'constant_diffusion = .FALSE.'
2295                CALL message( 'check_parameters', 'PA0103', 1, 2, 0, 6, 0 )
2296             ENDIF
2297             unit = 'm2/s2'
2298
2299          CASE ( 'thetal' )
2300             IF ( .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2301                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2302                                 'bulk_cloud_model = .TRUE.'
2303                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2304             ENDIF
2305             unit = 'K'
2306
2307          CASE ( 'pc', 'pr' )
2308             IF ( .NOT. particle_advection )  THEN
2309                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2310                                 'a "particle_parameters"-NAMELIST in the parameter file (PARIN)'
2311                CALL message( 'check_parameters', 'PA0104', 1, 2, 0, 6, 0 )
2312             ENDIF
2313             IF ( TRIM( var ) == 'pc' )  unit = 'number'
2314             IF ( TRIM( var ) == 'pr' )  unit = 'm'
2315
2316          CASE ( 'q', 'thetav' )
2317             IF ( .NOT. humidity )  THEN
2318                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires humidity = .TRUE.'
2319                CALL message( 'check_parameters', 'PA0105', 1, 2, 0, 6, 0 )
2320             ENDIF
2321             IF ( TRIM( var ) == 'q'   )  unit = 'kg/kg'
2322             IF ( TRIM( var ) == 'thetav' )  unit = 'K'
2323
2324          CASE ( 'ql' )
2325             IF ( .NOT.  ( bulk_cloud_model  .OR.  cloud_droplets ) )  THEN
2326                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2327                                 'bulk_cloud_model = .TRUE. or cloud_droplets = .TRUE.'
2328                CALL message( 'check_parameters', 'PA0106', 1, 2, 0, 6, 0 )
2329             ENDIF
2330             unit = 'kg/kg'
2331
2332          CASE ( 'ql_c', 'ql_v', 'ql_vp' )
2333             IF ( .NOT. cloud_droplets )  THEN
2334                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2335                                 'cloud_droplets = .TRUE.'
2336                CALL message( 'check_parameters', 'PA0107', 1, 2, 0, 6, 0 )
2337             ENDIF
2338             IF ( TRIM( var ) == 'ql_c'  )  unit = 'kg/kg'
2339             IF ( TRIM( var ) == 'ql_v'  )  unit = 'm3'
2340             IF ( TRIM( var ) == 'ql_vp' )  unit = 'none'
2341
2342          CASE ( 'qv' )
2343             IF ( .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2344                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2345                                 'bulk_cloud_model = .TRUE.'
2346                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2347             ENDIF
2348             unit = 'kg/kg'
2349
2350          CASE ( 's' )
2351             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
2352                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2353                                 'passive_scalar = .TRUE.'
2354                CALL message( 'check_parameters', 'PA0110', 1, 2, 0, 6, 0 )
2355             ENDIF
2356             unit = 'kg/m3'
2357
2358          CASE ( 'p', 'theta', 'u', 'v', 'w' )
2359             IF ( TRIM( var ) == 'p'  )  unit = 'Pa'
2360             IF ( TRIM( var ) == 'theta' )  unit = 'K'
2361             IF ( TRIM( var ) == 'u'  )  unit = 'm/s'
2362             IF ( TRIM( var ) == 'v'  )  unit = 'm/s'
2363             IF ( TRIM( var ) == 'w'  )  unit = 'm/s'
2364             CONTINUE
2365
2366          CASE ( 'ghf*', 'lwp*', 'ol*', 'qsurf*', 'qsws*', 'r_a*', 'shf*', 'ssurf*', 'ssws*', 't*',&
2367                 'tsurf*', 'us*', 'z0*', 'z0h*', 'z0q*' )
2368             IF ( k == 0  .OR.  data_output(i)(ilen-2:ilen) /= '_xy' )  THEN
2369                message_string = 'illegal value for data_output: "' // TRIM( var ) //              &
2370                                 '" & only 2d-horizontal cross sections are allowed for this value'
2371                CALL message( 'check_parameters', 'PA0111', 1, 2, 0, 6, 0 )
2372             ENDIF
2373
2374             IF ( TRIM( var ) == 'lwp*'  .AND.  .NOT. bulk_cloud_model )  THEN
2375                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2376                                 'bulk_cloud_model = .TRUE.'
2377                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2378             ENDIF
2379             IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  .AND.  .NOT.  humidity )  THEN
2380                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires humidity = .TRUE.'
2381                CALL message( 'check_parameters', 'PA0322', 1, 2, 0, 6, 0 )
2382             ENDIF
2383
2384             IF ( TRIM( var ) == 'ghf*'  .AND.  .NOT.  land_surface )  THEN
2385                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires land_surface = .TRUE.'
2386                CALL message( 'check_parameters', 'PA0404', 1, 2, 0, 6, 0 )
2387             ENDIF
2388
2389             IF ( (  TRIM( var ) == 'r_a*' .OR. TRIM( var ) == 'ghf*' )  .AND.  .NOT. land_surface &
2390                   .AND.  .NOT. urban_surface )  THEN
2391                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2392                                 'land_surface = .TRUE. or ' // 'urban_surface = .TRUE.'
2393                CALL message( 'check_parameters', 'PA0404', 1, 2, 0, 6, 0 )
2394             ENDIF
2395
2396             IF ( TRIM( var ) == 'ssws*'  .AND.  .NOT. passive_scalar )  THEN
2397                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requires ' //                  &
2398                                 'passive_scalar = .TRUE.'
2399                CALL message( 'check_parameters', 'PA0361', 1, 2, 0, 6, 0 )
2400             ENDIF
2401
2402             IF ( TRIM( var ) == 'ghf*'   )  unit = 'W/m2'
2403             IF ( TRIM( var ) == 'lwp*'   )  unit = 'kg/m2'
2404             IF ( TRIM( var ) == 'ol*'    )  unit = 'm'
2405             IF ( TRIM( var ) == 'qsurf*' )  unit = 'kg/kg'
2406             IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  )  unit = 'kgm/kgs'
2407             IF ( TRIM( var ) == 'r_a*'   )  unit = 's/m'
2408             IF ( TRIM( var ) == 'shf*'   )  unit = 'K*m/s'
2409             IF ( TRIM( var ) == 'ssurf*' )  unit = 'kg/kg'
2410             IF ( TRIM( var ) == 'ssws*'  )  unit = 'kg/m2*s'
2411             IF ( TRIM( var ) == 't*'     )  unit = 'K'
2412             IF ( TRIM( var ) == 'tsurf*' )  unit = 'K'
2413             IF ( TRIM( var ) == 'us*'    )  unit = 'm/s'
2414             IF ( TRIM( var ) == 'z0*'    )  unit = 'm'
2415             IF ( TRIM( var ) == 'z0h*'   )  unit = 'm'
2416!
2417!--          Output of surface latent and sensible heat flux will be in W/m2 in case of natural- and
2418!--          urban-type surfaces, even if flux_output_mode is set to kinematic units.
2419             IF ( land_surface  .OR.  urban_surface )  THEN
2420                IF ( TRIM( var ) == 'shf*'   )  unit = 'W/m2'
2421                IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  )  unit = 'W/m2'
2422             ENDIF
2423
2424          CASE DEFAULT
2425!
2426!--          Check for other modules
2427             CALL module_interface_check_data_output( var, unit, i, j, ilen, k )
2428
2429             IF ( unit == 'illegal' )  THEN
2430                IF ( data_output_user(1) /= ' ' )  THEN
2431                   message_string = 'illegal value for data_output or ' //                         &
2432                                    'data_output_user = "' // TRIM( data_output(i) ) // '"'
2433                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0114', 1, 2, 0, 6, 0 )
2434                ELSE
2435                   message_string = 'illegal value for data_output = "' //                         &
2436                                    TRIM( data_output(i) ) // '"'
2437                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0115', 1, 2, 0, 6, 0 )
2438                ENDIF
2439             ENDIF
2440
2441       END SELECT
2442!
2443!--    Set the internal steering parameters appropriately
2444       IF ( k == 0 )  THEN
2445          do3d_no(j)              = do3d_no(j) + 1
2446          do3d(j,do3d_no(j))      = data_output(i)
2447          do3d_unit(j,do3d_no(j)) = unit
2448       ELSE
2449          do2d_no(j)              = do2d_no(j) + 1
2450          do2d(j,do2d_no(j))      = data_output(i)
2451          do2d_unit(j,do2d_no(j)) = unit
2452          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xy' )  THEN
2453             data_output_xy(j) = .TRUE.
2454          ENDIF
2455          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xz' )  THEN
2456             data_output_xz(j) = .TRUE.
2457          ENDIF
2458          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_yz' )  THEN
2459             data_output_yz(j) = .TRUE.
2460          ENDIF
2461       ENDIF
2462
2463       IF ( j == 1 )  THEN
2464!
2465!--       Check, if variable is already subject to averaging
2466          found = .FALSE.
2467          DO  k = 1, doav_n
2468             IF ( TRIM( doav(k) ) == TRIM( var ) )  found = .TRUE.
2469          ENDDO
2470
2471          IF ( .NOT. found )  THEN
2472             doav_n = doav_n + 1
2473             doav(doav_n) = var
2474          ENDIF
2475       ENDIF
2476
2477       i = i + 1
2478    ENDDO
2479
2480!
2481!-- Averaged 2d or 3d output requires that an averaging interval has been set
2482    IF ( doav_n > 0  .AND.  averaging_interval == 0.0_wp )  THEN
2483       WRITE( message_string, * )  'output of averaged quantity "', TRIM( doav(1) ),               &
2484                                   '_av" requires to set a ', 'non-zero averaging interval'
2485       CALL message( 'check_parameters', 'PA0323', 1, 2, 0, 6, 0 )
2486    ENDIF
2487
2488!
2489!-- Check sectional planes and store them in one shared array
2490    IF ( ANY( section_xy > nz + 1 ) )  THEN
2491       WRITE( message_string, * )  'section_xy must be <= nz + 1 = ', nz + 1
2492       CALL message( 'check_parameters', 'PA0319', 1, 2, 0, 6, 0 )
2493    ENDIF
2494    IF ( ANY( section_xz > ny + 1 ) )  THEN
2495       WRITE( message_string, * )  'section_xz must be <= ny + 1 = ', ny + 1
2496       CALL message( 'check_parameters', 'PA0320', 1, 2, 0, 6, 0 )
2497    ENDIF
2498    IF ( ANY( section_yz > nx + 1 ) )  THEN
2499       WRITE( message_string, * )  'section_yz must be <= nx + 1 = ', nx + 1
2500       CALL message( 'check_parameters', 'PA0321', 1, 2, 0, 6, 0 )
2501    ENDIF
2502    section(:,1) = section_xy
2503    section(:,2) = section_xz
2504    section(:,3) = section_yz
2505
2506    IF ( ANY( data_output_xy )  .AND.  .NOT. ANY( section(:,1) /= -9999 ) )  THEN
2507       WRITE( message_string, * )  'section_xy not defined for requested xy-cross section ' //     &
2508                                   'output.&At least one cross section must be given.'
2509       CALL message( 'check_parameters', 'PA0681', 1, 2, 0, 6, 0 )
2510    ENDIF
2511    IF ( ANY( data_output_xz )  .AND.  .NOT. ANY( section(:,2) /= -9999 ) )  THEN
2512       WRITE( message_string, * )  'section_xz not defined for requested xz-cross section ' //     &
2513                                   'output.&At least one cross section must be given.'
2514       CALL message( 'check_parameters', 'PA0681', 1, 2, 0, 6, 0 )
2515    ENDIF
2516    IF ( ANY( data_output_yz )  .AND.  .NOT. ANY( section(:,3) /= -9999 ) )  THEN
2517       WRITE( message_string, * )  'section_yz not defined for requested yz-cross section ' //     &
2518                                   'output.&At least one cross section must be given.'
2519       CALL message( 'check_parameters', 'PA0681', 1, 2, 0, 6, 0 )
2520    ENDIF
2521!
2522!-- Upper plot limit for 3D arrays
2523    IF ( nz_do3d == -9999 )  nz_do3d = nzt + 1
2524
2525!
2526!-- Set output format string (used in header)
2527    SELECT CASE ( netcdf_data_format )
2528       CASE ( 1 )
2529          netcdf_data_format_string = 'netCDF classic'
2530       CASE ( 2 )
2531          netcdf_data_format_string = 'netCDF 64bit offset'
2532       CASE ( 3 )
2533          netcdf_data_format_string = 'netCDF4/HDF5'
2534       CASE ( 4 )
2535          netcdf_data_format_string = 'netCDF4/HDF5 classic'
2536       CASE ( 5 )
2537          netcdf_data_format_string = 'parallel netCDF4/HDF5'
2538       CASE ( 6 )
2539          netcdf_data_format_string = 'parallel netCDF4/HDF5 classic'
2540
2541    END SELECT
2542
2543!
2544!-- Check mask conditions
2545    DO mid = 1, max_masks
2546       IF ( data_output_masks(mid,1) /= ' '  .OR.  data_output_masks_user(mid,1) /= ' ' )  THEN
2547          masks = masks + 1
2548       ENDIF
2549    ENDDO
2550
2551    IF ( masks < 0  .OR.  masks > max_masks )  THEN
2552       WRITE( message_string, * )  'illegal value: masks must be >= 0 and ', '<= ', max_masks,     &
2553              ' (=max_masks)'
2554       CALL message( 'check_parameters', 'PA0325', 1, 2, 0, 6, 0 )
2555    ENDIF
2556    IF ( masks > 0 )  THEN
2557       mask_scale(1) = mask_scale_x
2558       mask_scale(2) = mask_scale_y
2559       mask_scale(3) = mask_scale_z
2560       IF ( ANY( mask_scale <= 0.0_wp ) )  THEN
2561          WRITE( message_string, * )  'illegal value: mask_scale_x, mask_scale_y and mask_scale_z',&
2562                 'must be > 0.0'
2563          CALL message( 'check_parameters', 'PA0326', 1, 2, 0, 6, 0 )
2564       ENDIF
2565!
2566!--    Generate masks for masked data output.
2567!--    Parallel netcdf output is not tested so far for masked data, hence netcdf_data_format is
2568!--    switched back to non-parallel output.
2569       netcdf_data_format_save = netcdf_data_format
2570       IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
2571          IF ( netcdf_data_format == 5 ) netcdf_data_format = 3
2572          IF ( netcdf_data_format == 6 ) netcdf_data_format = 4
2573          message_string = 'netCDF file formats '// '5 (parallel netCDF 4) and 6 (parallel ' //    &
2574                           'netCDF 4 Classic model) & are currently not supported (not yet ' //    &
2575                           'tested) for masked data. &Using respective non-parallel' //            &
2576                           ' output for masked data.'
2577          CALL message( 'check_parameters', 'PA0383', 0, 0, 0, 6, 0 )
2578       ENDIF
2579       CALL init_masks
2580       netcdf_data_format = netcdf_data_format_save
2581    ENDIF
2582
2583!
2584!-- Check the NetCDF data format
2585    IF ( netcdf_data_format > 2 )  THEN
2586#if defined( __netcdf4 )
2587       CONTINUE
2588#else
2589       message_string = 'netCDF: netCDF4 format requested but no ' //                              &
2590                        'cpp-directive __netcdf4 given & switch back to 64-bit offset format'
2591       CALL message( 'check_parameters', 'PA0171', 0, 1, 0, 6, 0 )
2592       netcdf_data_format = 2
2593#endif
2594    ENDIF
2595    IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
2596#if defined( __netcdf4 ) && defined( __netcdf4_parallel )
2597       CONTINUE
2598#else
2599       message_string = 'netCDF: netCDF4 parallel output requested but no ' //                     &
2600                        'cpp-directive __netcdf4_parallel given & switch ' //                      &
2601                        'back to netCDF4 non-parallel output'
2602       CALL message( 'check_parameters', 'PA0099', 0, 1, 0, 6, 0 )
2603       netcdf_data_format = netcdf_data_format - 2
2604#endif
2605    ENDIF
2606
2607!
2608!-- Calculate fixed number of output time levels for parallel netcdf output.
2609!-- The time dimension has to be defined as limited for parallel output, because otherwise the I/O
2610!-- performance drops significantly.
2611    IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
2612
2613!
2614!--    Check if any of the follwoing data output interval is 0.0s, which is not allowed for parallel
2615!--    output.
2616       CALL check_dt_do( dt_do3d,           'dt_do3d'           )
2617       CALL check_dt_do( dt_do2d_xy,        'dt_do2d_xy'        )
2618       CALL check_dt_do( dt_do2d_xz,        'dt_do2d_xz'        )
2619       CALL check_dt_do( dt_do2d_yz,        'dt_do2d_yz'        )
2620       CALL check_dt_do( dt_data_output_av, 'dt_data_output_av' )
2621
2622!--    Set needed time levels (ntdim) to saved time levels + to be saved time levels.
2623       ntdim_3d(0) = do3d_time_count(0) + CEILING(                                                 &
2624                     ( end_time - MAX(                                                             &
2625                         MERGE( skip_time_do3d, skip_time_do3d + spinup_time,                      &
2626                                data_output_during_spinup ),                                       &
2627                         simulated_time_at_begin )                                                 &
2628                     ) / dt_do3d )
2629       IF ( do3d_at_begin ) ntdim_3d(0) = ntdim_3d(0) + 1
2630
2631       ntdim_3d(1) = do3d_time_count(1) + CEILING(                                                 &
2632                     ( end_time - MAX(                                                             &
2633                         MERGE( skip_time_data_output_av, skip_time_data_output_av + spinup_time,  &
2634                                data_output_during_spinup ),                                       &
2635                         simulated_time_at_begin )                                                 &
2636                     ) / dt_data_output_av )
2637
2638       ntdim_2d_xy(0) = do2d_xy_time_count(0) + CEILING(                                           &
2639                        ( end_time - MAX(                                                          &
2640                            MERGE( skip_time_do2d_xy, skip_time_do2d_xy + spinup_time,             &
2641                                   data_output_during_spinup ),                                    &
2642                            simulated_time_at_begin )                                              &
2643                        ) / dt_do2d_xy )
2644
2645       ntdim_2d_xz(0) = do2d_xz_time_count(0) + CEILING(                                           &
2646                        ( end_time - MAX(                                                          &
2647                            MERGE( skip_time_do2d_xz, skip_time_do2d_xz + spinup_time,             &
2648                                   data_output_during_spinup ),                                    &
2649                            simulated_time_at_begin )                                              &
2650                        ) / dt_do2d_xz )
2651
2652       ntdim_2d_yz(0) = do2d_yz_time_count(0) + CEILING(                                           &
2653                        ( end_time - MAX(                                                          &
2654                            MERGE( skip_time_do2d_yz, skip_time_do2d_yz + spinup_time,             &
2655                                   data_output_during_spinup ),                                    &
2656                            simulated_time_at_begin )                                              &
2657                        ) / dt_do2d_yz )
2658
2659       IF ( do2d_at_begin )  THEN
2660          ntdim_2d_xy(0) = ntdim_2d_xy(0) + 1
2661          ntdim_2d_xz(0) = ntdim_2d_xz(0) + 1
2662          ntdim_2d_yz(0) = ntdim_2d_yz(0) + 1
2663       ENDIF
2664!
2665!--    Please note, for averaged 2D data skip_time_data_output_av is the relavant output control
2666!--    parameter.
2667       ntdim_2d_xy(1) = do2d_xy_time_count(1) + CEILING(                                           &
2668                        ( end_time - MAX( MERGE( skip_time_data_output_av,                         &
2669                                                 skip_time_data_output_av + spinup_time,           &
2670                                                 data_output_during_spinup ),                      &
2671                                          simulated_time_at_begin )                                &
2672                        ) / dt_data_output_av )
2673
2674       ntdim_2d_xz(1) = do2d_xz_time_count(1) + CEILING(                                           &
2675                        ( end_time - MAX( MERGE( skip_time_data_output_av,                         &
2676                                                 skip_time_data_output_av + spinup_time,           &
2677                                                 data_output_during_spinup ),                      &
2678                                          simulated_time_at_begin )                                &
2679                        ) / dt_data_output_av )
2680
2681       ntdim_2d_yz(1) = do2d_yz_time_count(1) + CEILING(                                           &
2682                        ( end_time - MAX( MERGE( skip_time_data_output_av,                         &
2683                                                 skip_time_data_output_av + spinup_time,           &
2684                                                 data_output_during_spinup ),                      &
2685                                          simulated_time_at_begin )                                &
2686                        ) / dt_data_output_av )
2687
2688    ENDIF
2689
2690!
2691!-- Check, whether a constant diffusion coefficient shall be used
2692    IF ( km_constant /= -1.0_wp )  THEN
2693       IF ( km_constant < 0.0_wp )  THEN
2694          WRITE( message_string, * )  'km_constant = ', km_constant, ' < 0.0'
2695          CALL message( 'check_parameters', 'PA0121', 1, 2, 0, 6, 0 )
2696       ELSE
2697          IF ( prandtl_number < 0.0_wp )  THEN
2698             WRITE( message_string, * )  'prandtl_number = ', prandtl_number, ' < 0.0'
2699             CALL message( 'check_parameters', 'PA0122', 1, 2, 0, 6, 0 )
2700          ENDIF
2701          constant_diffusion = .TRUE.
2702
2703          IF ( constant_flux_layer )  THEN
2704             message_string = 'constant_flux_layer is not allowed with fixed value of km'
2705             CALL message( 'check_parameters', 'PA0123', 1, 2, 0, 6, 0 )
2706          ENDIF
2707       ENDIF
2708    ENDIF
2709
2710!
2711!-- In case of non-cyclic lateral boundaries and a damping layer for the potential temperature,
2712!-- check the width of the damping layer
2713    IF ( bc_lr /= 'cyclic' ) THEN
2714       IF ( pt_damping_width < 0.0_wp  .OR.  pt_damping_width > REAL( (nx+1) * dx ) )  THEN
2715          message_string = 'pt_damping_width out of range'
2716          CALL message( 'check_parameters', 'PA0124', 1, 2, 0, 6, 0 )
2717       ENDIF
2718    ENDIF
2719
2720    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
2721       IF ( pt_damping_width < 0.0_wp  .OR.  pt_damping_width > REAL( (ny+1) * dy ) )  THEN
2722          message_string = 'pt_damping_width out of range'
2723          CALL message( 'check_parameters', 'PA0124', 1, 2, 0, 6, 0 )
2724       ENDIF
2725    ENDIF
2726
2727!
2728!-- Check value range for zeta = z/L
2729    IF ( zeta_min >= zeta_max )  THEN
2730       WRITE( message_string, * )  'zeta_min = ', zeta_min, ' must be less ', 'than zeta_max = ',  &
2731              zeta_max
2732       CALL message( 'check_parameters', 'PA0125', 1, 2, 0, 6, 0 )
2733    ENDIF
2734
2735!
2736!-- Check random generator
2737    IF ( (random_generator /= 'system-specific'      .AND.                                         &
2738          random_generator /= 'random-parallel'   )  .AND.                                         &
2739          random_generator /= 'numerical-recipes' )  THEN
2740       message_string = 'unknown random generator: random_generator = "' //                        &
2741                        TRIM( random_generator ) // '"'
2742       CALL message( 'check_parameters', 'PA0135', 1, 2, 0, 6, 0 )
2743    ENDIF
2744
2745!
2746!-- Determine upper and lower hight level indices for random perturbations
2747    IF ( disturbance_level_b == -9999999.9_wp )  THEN
2748       IF ( ocean_mode )  THEN
2749          disturbance_level_b     = zu((nzt*2)/3)
2750          disturbance_level_ind_b = ( nzt * 2 ) / 3
2751       ELSE
2752          disturbance_level_b     = zu(nzb+3)
2753          disturbance_level_ind_b = nzb + 3
2754       ENDIF
2755    ELSEIF ( disturbance_level_b < zu(3) )  THEN
2756       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_b = ', disturbance_level_b, ' must be >= ',  &
2757              zu(3), '(zu(3))'
2758       CALL message( 'check_parameters', 'PA0126', 1, 2, 0, 6, 0 )
2759    ELSEIF ( disturbance_level_b > zu(nzt-2) )  THEN
2760       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_b = ', disturbance_level_b, ' must be <= ',  &
2761              zu(nzt-2), '(zu(nzt-2))'
2762       CALL message( 'check_parameters', 'PA0127', 1, 2, 0, 6, 0 )
2763    ELSE
2764       DO  k = 3, nzt-2
2765          IF ( disturbance_level_b <= zu(k) )  THEN
2766             disturbance_level_ind_b = k
2767             EXIT
2768          ENDIF
2769       ENDDO
2770    ENDIF
2771
2772    IF ( disturbance_level_t == -9999999.9_wp )  THEN
2773       IF ( ocean_mode )  THEN
2774          disturbance_level_t     = zu(nzt-3)
2775          disturbance_level_ind_t = nzt - 3
2776       ELSE
2777          disturbance_level_t     = zu(nzt/3)
2778          disturbance_level_ind_t = nzt / 3
2779       ENDIF
2780    ELSEIF ( disturbance_level_t > zu(nzt-2) )  THEN
2781       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_t = ', disturbance_level_t, ' must be <= ',  &
2782              zu(nzt-2), '(zu(nzt-2))'
2783       CALL message( 'check_parameters', 'PA0128', 1, 2, 0, 6, 0 )
2784    ELSEIF ( disturbance_level_t < disturbance_level_b )  THEN
2785       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_t = ', disturbance_level_t,                  &
2786             ' must be >= disturbance_level_b = ', disturbance_level_b
2787       CALL message( 'check_parameters', 'PA0129', 1, 2, 0, 6, 0 )
2788    ELSE
2789       DO  k = 3, nzt-2
2790          IF ( disturbance_level_t <= zu(k) )  THEN
2791             disturbance_level_ind_t = k
2792             EXIT
2793          ENDIF
2794       ENDDO
2795    ENDIF
2796
2797!
2798!-- Check again whether the levels determined this way are ok.
2799!-- Error may occur at automatic determination and too few grid points in z-direction.
2800    IF ( disturbance_level_ind_t < disturbance_level_ind_b )  THEN
2801       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_ind_t = ', disturbance_level_ind_t,          &
2802              ' must be >= ', 'disturbance_level_ind_b = ', disturbance_level_ind_b
2803       CALL message( 'check_parameters', 'PA0130', 1, 2, 0, 6, 0 )
2804    ENDIF
2805
2806!
2807!-- Determine the horizontal index range for random perturbations.
2808!-- In case of non-cyclic horizontal boundaries, no perturbations are imposed near the inflow and
2809!-- the perturbation area is further limited to ...(1) after the initial phase of the flow.
2810
2811    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  THEN
2812       IF ( inflow_disturbance_begin == -1 )  THEN
2813          inflow_disturbance_begin = MIN( 10, nx/2 )
2814       ENDIF
2815       IF ( inflow_disturbance_begin < 0  .OR.  inflow_disturbance_begin > nx )  THEN
2816          message_string = 'inflow_disturbance_begin out of range'
2817          CALL message( 'check_parameters', 'PA0131', 1, 2, 0, 6, 0 )
2818       ENDIF
2819       IF ( inflow_disturbance_end == -1 )  THEN
2820          inflow_disturbance_end = MIN( 100, 3*nx/4 )
2821       ENDIF
2822       IF ( inflow_disturbance_end < 0  .OR.  inflow_disturbance_end > nx )  THEN
2823          message_string = 'inflow_disturbance_end out of range'
2824          CALL message( 'check_parameters', 'PA0132', 1, 2, 0, 6, 0 )
2825       ENDIF
2826    ELSEIF ( bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
2827       IF ( inflow_disturbance_begin == -1 )  THEN
2828          inflow_disturbance_begin = MIN( 10, ny/2 )
2829       ENDIF
2830       IF ( inflow_disturbance_begin < 0  .OR.  inflow_disturbance_begin > ny )  THEN
2831          message_string = 'inflow_disturbance_begin out of range'
2832          CALL message( 'check_parameters', 'PA0131', 1, 2, 0, 6, 0 )
2833       ENDIF
2834       IF ( inflow_disturbance_end == -1 )  THEN
2835          inflow_disturbance_end = MIN( 100, 3*ny/4 )
2836       ENDIF
2837       IF ( inflow_disturbance_end < 0  .OR.  inflow_disturbance_end > ny )  THEN
2838          message_string = 'inflow_disturbance_end out of range'
2839          CALL message( 'check_parameters', 'PA0132', 1, 2, 0, 6, 0 )
2840       ENDIF
2841    ENDIF
2842
2843    IF ( random_generator == 'random-parallel' )  THEN
2844       dist_nxl = nxl;  dist_nxr = nxr
2845       dist_nys = nys;  dist_nyn = nyn
2846       IF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2847          dist_nxr    = MIN( nx - inflow_disturbance_begin, nxr )
2848          dist_nxl(1) = MAX( nx - inflow_disturbance_end, nxl )
2849       ELSEIF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2850          dist_nxl    = MAX( inflow_disturbance_begin, nxl )
2851          dist_nxr(1) = MIN( inflow_disturbance_end, nxr )
2852       ELSEIF ( bc_lr == 'nested'  .OR.  bc_lr == 'nesting_offline' )  THEN
2853          dist_nxl    = MAX( inflow_disturbance_begin, nxl )
2854          dist_nxr    = MIN( nx - inflow_disturbance_begin, nxr )
2855       ENDIF
2856       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2857          dist_nyn    = MIN( ny - inflow_disturbance_begin, nyn )
2858          dist_nys(1) = MAX( ny - inflow_disturbance_end, nys )
2859       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2860          dist_nys    = MAX( inflow_disturbance_begin, nys )
2861          dist_nyn(1) = MIN( inflow_disturbance_end, nyn )
2862       ELSEIF ( bc_ns == 'nested'  .OR.  bc_ns == 'nesting_offline' )  THEN
2863          dist_nys    = MAX( inflow_disturbance_begin, nys )
2864          dist_nyn    = MIN( ny - inflow_disturbance_begin, nyn )
2865       ENDIF
2866    ELSE
2867       dist_nxl = 0;  dist_nxr = nx
2868       dist_nys = 0;  dist_nyn = ny
2869       IF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2870          dist_nxr    = nx - inflow_disturbance_begin
2871          dist_nxl(1) = nx - inflow_disturbance_end
2872       ELSEIF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2873          dist_nxl    = inflow_disturbance_begin
2874          dist_nxr(1) = inflow_disturbance_end
2875       ELSEIF ( bc_lr == 'nested'  .OR.  bc_lr == 'nesting_offline' )  THEN
2876          dist_nxr    = nx - inflow_disturbance_begin
2877          dist_nxl    = inflow_disturbance_begin
2878       ENDIF
2879       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
2880          dist_nyn    = ny - inflow_disturbance_begin
2881          dist_nys(1) = ny - inflow_disturbance_end
2882       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
2883          dist_nys    = inflow_disturbance_begin
2884          dist_nyn(1) = inflow_disturbance_end
2885       ELSEIF ( bc_ns == 'nested'  .OR.  bc_ns == 'nesting_offline' )  THEN
2886          dist_nyn    = ny - inflow_disturbance_begin
2887          dist_nys    = inflow_disturbance_begin
2888       ENDIF
2889    ENDIF
2890
2891!
2892!-- A turbulent inflow requires Dirichlet conditions at the respective inflow boundary (so far, a
2893!-- turbulent inflow is realized from the left side only).
2894    IF ( turbulent_inflow  .AND.  bc_lr /= 'dirichlet/radiation' )  THEN
2895       message_string = 'turbulent_inflow = .T. requires a Dirichlet ' //                          &
2896                        'condition at the inflow boundary'
2897       CALL message( 'check_parameters', 'PA0133', 1, 2, 0, 6, 0 )
2898    ENDIF
2899
2900!
2901!-- Turbulent inflow requires that 3d arrays have been cyclically filled with data from prerun in
2902!-- the first main run
2903    IF ( turbulent_inflow  .AND.  initializing_actions /= 'cyclic_fill'  .AND.                     &
2904         initializing_actions /= 'read_restart_data' )  THEN
2905       message_string = 'turbulent_inflow = .T. requires ' //                                      &
2906                        'initializing_actions = ''cyclic_fill'' or ' //                            &
2907                        'initializing_actions = ''read_restart_data'' '
2908       CALL message( 'check_parameters', 'PA0055', 1, 2, 0, 6, 0 )
2909    ENDIF
2910
2911!
2912!-- In case of turbulent inflow
2913    IF ( turbulent_inflow )  THEN
2914
2915!
2916!--    Calculate the index of the recycling plane
2917       IF ( recycling_width <= dx  .OR.  recycling_width >= nx * dx )  THEN
2918          WRITE( message_string, * )  'illegal value for recycling_width: ', recycling_width
2919          CALL message( 'check_parameters', 'PA0134', 1, 2, 0, 6, 0 )
2920       ENDIF
2921!
2922!--    Calculate the index
2923       recycling_plane = recycling_width / dx
2924!
2925!--   Check for correct input of recycling method for thermodynamic quantities
2926       IF ( TRIM( recycling_method_for_thermodynamic_quantities ) /= 'turbulent_fluctuation'  .AND.&
2927            TRIM( recycling_method_for_thermodynamic_quantities ) /= 'absolute_value' )  THEN
2928          WRITE( message_string, * )  'unknown recycling method for thermodynamic quantities: ',   &
2929               TRIM( recycling_method_for_thermodynamic_quantities )
2930          CALL message( 'check_parameters', 'PA0184', 1, 2, 0, 6, 0 )
2931       ENDIF
2932
2933    ENDIF
2934
2935
2936    IF ( turbulent_outflow )  THEN
2937!
2938!--    Turbulent outflow requires Dirichlet conditions at the respective inflow boundary (so far, a
2939!--    turbulent outflow is realized at the right side only).
2940       IF ( bc_lr /= 'dirichlet/radiation' )  THEN
2941          message_string = 'turbulent_outflow = .T. requires bc_lr = "dirichlet/radiation"'
2942          CALL message( 'check_parameters', 'PA0038', 1, 2, 0, 6, 0 )
2943       ENDIF
2944!
2945!--    The ouflow-source plane must lay inside the model domain
2946       IF ( outflow_source_plane < dx  .OR.  outflow_source_plane > nx * dx )  THEN
2947          WRITE( message_string, * )  'illegal value for outflow_source'// '_plane: ',             &
2948                 outflow_source_plane
2949          CALL message( 'check_parameters', 'PA0145', 1, 2, 0, 6, 0 )
2950       ENDIF
2951    ENDIF
2952
2953!
2954!-- Determine damping level index for 1D model
2955    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
2956       IF ( damp_level_1d == -1.0_wp )  THEN
2957          damp_level_1d     = zu(nzt+1)
2958          damp_level_ind_1d = nzt + 1
2959       ELSEIF ( damp_level_1d < 0.0_wp  .OR.  damp_level_1d > zu(nzt+1) )  THEN
2960          WRITE( message_string, * )  'damp_level_1d = ', damp_level_1d, ' must be >= 0.0 and <= ',&
2961                 zu(nzt+1), '(zu(nzt+1))'
2962          CALL message( 'check_parameters', 'PA0136', 1, 2, 0, 6, 0 )
2963       ELSE
2964          DO  k = 1, nzt+1
2965             IF ( damp_level_1d <= zu(k) )  THEN
2966                damp_level_ind_1d = k
2967                EXIT
2968             ENDIF
2969          ENDDO
2970       ENDIF
2971    ENDIF
2972
2973!
2974!-- Check some other 1d-model parameters
2975    IF ( TRIM( mixing_length_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                                       &
2976         TRIM( mixing_length_1d ) /= 'blackadar' )  THEN
2977       message_string = 'mixing_length_1d = "' // TRIM( mixing_length_1d ) // '" is unknown'
2978       CALL message( 'check_parameters', 'PA0137', 1, 2, 0, 6, 0 )
2979    ENDIF
2980    IF ( TRIM( dissipation_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                                         &
2981         TRIM( dissipation_1d ) /= 'detering'        .AND.                                         &
2982         TRIM( dissipation_1d ) /= 'prognostic' )  THEN
2983       message_string = 'dissipation_1d = "' // TRIM( dissipation_1d ) // '" is unknown'
2984       CALL message( 'check_parameters', 'PA0138', 1, 2, 0, 6, 0 )
2985    ENDIF
2986    IF ( TRIM( mixing_length_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                                       &
2987         TRIM( dissipation_1d ) == 'as_in_3d_model' )  THEN
2988       message_string = 'dissipation_1d = "' // TRIM( dissipation_1d ) //                          &
2989                        '" requires mixing_length_1d = "as_in_3d_model"'
2990       CALL message( 'check_parameters', 'PA0485', 1, 2, 0, 6, 0 )
2991    ENDIF
2992
2993!
2994!-- Set time for the next user defined restart (time_restart is the internal parameter for steering
2995!-- restart events)
2996    IF ( restart_time /= 9999999.9_wp )  THEN
2997       IF ( restart_time > time_since_reference_point )  THEN
2998          time_restart = restart_time
2999       ENDIF
3000    ELSE
3001!
3002!--    In case of a restart run, set internal parameter to default (no restart) if the
3003!--    NAMELIST-parameter restart_time is omitted
3004       time_restart = 9999999.9_wp
3005    ENDIF
3006
3007!
3008!-- Check pressure gradient conditions
3009    IF ( dp_external  .AND.  conserve_volume_flow )  THEN
3010       WRITE( message_string, * )  'Both dp_external and conserve_volume_flo',                     &
3011              'w are .TRUE. but one of them must be .FALSE.'
3012       CALL message( 'check_parameters', 'PA0150', 1, 2, 0, 6, 0 )
3013    ENDIF
3014    IF ( dp_external )  THEN
3015       IF ( dp_level_b < zu(nzb)  .OR.  dp_level_b > zu(nzt) )  THEN
3016          WRITE( message_string, * )  'dp_level_b = ', dp_level_b, ' is out ',                     &
3017                 ' of range [zu(nzb), zu(nzt)]'
3018          CALL message( 'check_parameters', 'PA0151', 1, 2, 0, 6, 0 )
3019       ENDIF
3020       IF ( .NOT. ANY( dpdxy /= 0.0_wp ) )  THEN
3021          WRITE( message_string, * )  'dp_external is .TRUE. but dpdxy is ze',                     &
3022                 'ro, i.e. the external pressure gradient will not be applied'
3023          CALL message( 'check_parameters', 'PA0152', 0, 1, 0, 6, 0 )
3024       ENDIF
3025    ENDIF
3026    IF ( ANY( dpdxy /= 0.0_wp )  .AND.  .NOT.  dp_external )  THEN
3027       WRITE( message_string, * )  'dpdxy is nonzero but dp_external is ',                         &
3028              '.FALSE., i.e. the external pressure gradient & will not be applied'
3029       CALL message( 'check_parameters', 'PA0153', 0, 1, 0, 6, 0 )
3030    ENDIF
3031    IF ( conserve_volume_flow )  THEN
3032       IF ( TRIM( conserve_volume_flow_mode ) == 'default' )  THEN
3033
3034          conserve_volume_flow_mode = 'initial_profiles'
3035
3036       ELSEIF ( TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'initial_profiles'  .AND.                     &
3037                TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'bulk_velocity' )  THEN
3038          WRITE( message_string, * )  'unknown conserve_volume_flow_mode: ',                       &
3039                 conserve_volume_flow_mode
3040          CALL message( 'check_parameters', 'PA0154', 1, 2, 0, 6, 0 )
3041       ENDIF
3042       IF ( ( bc_lr /= 'cyclic'  .OR.  bc_ns /= 'cyclic')  .AND.                                   &
3043            TRIM( conserve_volume_flow_mode ) == 'bulk_velocity' )  THEN
3044          WRITE( message_string, * )  'non-cyclic boundary conditions ',                           &
3045                 'require  conserve_volume_flow_mode = ''initial_profiles'''
3046          CALL message( 'check_parameters', 'PA0155', 1, 2, 0, 6, 0 )
3047       ENDIF
3048    ENDIF
3049    IF ( ( u_bulk /= 0.0_wp .OR. v_bulk /= 0.0_wp )  .AND.                                         &
3050         ( .NOT. conserve_volume_flow .OR. TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'bulk_velocity' ) )&
3051    THEN
3052       WRITE( message_string, * )  'nonzero bulk velocity requires ',                              &
3053              'conserve_volume_flow = .T. and ', 'conserve_volume_flow_mode = ''bulk_velocity'''
3054       CALL message( 'check_parameters', 'PA0157', 1, 2, 0, 6, 0 )
3055    ENDIF
3056
3057!
3058!-- Prevent empty time records in volume, cross-section and masked data in case of non-parallel
3059!-- netcdf-output in restart runs
3060    IF ( netcdf_data_format < 5 )  THEN
3061       IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'read_restart_data' )  THEN
3062          do3d_time_count    = 0
3063          do2d_xy_time_count = 0
3064          do2d_xz_time_count = 0
3065          do2d_yz_time_count = 0
3066          domask_time_count  = 0
3067       ENDIF
3068    ENDIF
3069
3070
3071!
3072!-- Check roughness length, which has to be smaller than dz/2
3073    IF ( ( constant_flux_layer .OR. INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  &
3074         .AND.  roughness_length >= 0.5 * dz(1) )  THEN
3075       message_string = 'roughness_length must be smaller than dz/2'
3076       CALL message( 'check_parameters', 'PA0424', 1, 2, 0, 6, 0 )
3077    ENDIF
3078
3079!
3080!-- Check if topography is read from file in case of complex terrain simulations
3081    IF ( complex_terrain  .AND.  TRIM( topography ) /= 'read_from_file' )  THEN
3082       message_string = 'complex_terrain requires topography = ''read_from_file'''
3083       CALL message( 'check_parameters', 'PA0295', 1, 2, 0, 6, 0 )
3084    ENDIF
3085
3086!
3087!-- Check if vertical grid stretching is switched off in case of complex terrain simulations
3088    IF ( complex_terrain  .AND.  ANY( dz_stretch_level_start /= -9999999.9_wp ) )  THEN
3089       message_string = 'Vertical grid stretching is not allowed for complex_terrain = .TRUE.'
3090       CALL message( 'check_parameters', 'PA0473', 1, 2, 0, 6, 0 )
3091    ENDIF
3092
3093    CALL location_message( 'checking parameters', 'finished' )
3094
3095 CONTAINS
3096
3097!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3098! Description:
3099! ------------
3100!> Check the length of data output intervals. In case of parallel NetCDF output the time levels of
3101!> the output files need to be fixed. Therefore setting the output interval to 0.0s (usually used to
3102!> output each timestep) is not possible as long as a non-fixed timestep is used.
3103!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3104
3105    SUBROUTINE check_dt_do( dt_do, dt_do_name )
3106
3107       IMPLICIT NONE
3108
3109       CHARACTER (LEN=*), INTENT (IN) :: dt_do_name !< parin variable name
3110
3111       REAL(wp), INTENT (INOUT)       :: dt_do      !< data output interval
3112
3113       IF ( dt_do == 0.0_wp )  THEN
3114          IF ( dt_fixed )  THEN
3115             WRITE( message_string, '(A,F9.4,A)' )  'Output at every timestep is wanted (' //      &
3116                    dt_do_name // ' = 0.0).&'//                                                    &
3117                    'The output interval is set to the fixed timestep dt '// '= ', dt, 's.'
3118             CALL message( 'check_parameters', 'PA0060', 0, 0, 0, 6, 0 )
3119             dt_do = dt
3120          ELSE
3121             message_string = dt_do_name // ' = 0.0 while using a ' //                             &
3122                              'variable timestep and parallel netCDF4 is not allowed.'
3123             CALL message( 'check_parameters', 'PA0081', 1, 2, 0, 6, 0 )
3124          ENDIF
3125       ENDIF
3126
3127    END SUBROUTINE check_dt_do
3128
3129
3130
3131!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3132! Description:
3133! ------------
3134!> Set the bottom and top boundary conditions for humidity and scalars.
3135!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3136
3137    SUBROUTINE set_bc_scalars( sq, bc_b, bc_t, ibc_b, ibc_t, err_nr_b, err_nr_t )
3138
3139
3140       IMPLICIT NONE
3141
3142       CHARACTER (LEN=*)   ::  bc_b       !< bottom boundary condition
3143       CHARACTER (LEN=*)   ::  bc_t       !< top boundary condition
3144       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_b   !< error number if bottom bc is unknown
3145       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_t   !< error number if top bc is unknown
3146       CHARACTER (LEN=1)   ::  sq         !< name of scalar quantity
3147
3148
3149       INTEGER(iwp)        ::  ibc_b      !< index for bottom boundary condition
3150       INTEGER(iwp)        ::  ibc_t      !< index for top boundary condition
3151
3152!
3153!--    Set Integer flags and check for possilbe errorneous settings for bottom boundary condition
3154       IF ( bc_b == 'dirichlet' )  THEN
3155          ibc_b = 0
3156       ELSEIF ( bc_b == 'neumann' )  THEN
3157          ibc_b = 1
3158       ELSE
3159          message_string = 'unknown boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) // '_b ="' //           &
3160                           TRIM( bc_b ) // '"'
3161          CALL message( 'check_parameters', err_nr_b, 1, 2, 0, 6, 0 )
3162       ENDIF
3163!
3164!--    Set Integer flags and check for possilbe errorneous settings for top boundary condition
3165       IF ( bc_t == 'dirichlet' )  THEN
3166          ibc_t = 0
3167       ELSEIF ( bc_t == 'neumann' )  THEN
3168          ibc_t = 1
3169       ELSEIF ( bc_t == 'initial_gradient' )  THEN
3170          ibc_t = 2
3171       ELSEIF ( bc_t == 'nested'  .OR.  bc_t == 'nesting_offline' )  THEN
3172          ibc_t = 3
3173       ELSE
3174          message_string = 'unknown boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) // '_t ="' //           &
3175                           TRIM( bc_t ) // '"'
3176          CALL message( 'check_parameters', err_nr_t, 1, 2, 0, 6, 0 )
3177       ENDIF
3178
3179
3180    END SUBROUTINE set_bc_scalars
3181
3182
3183
3184!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3185! Description:
3186! ------------
3187!> Check for consistent settings of bottom boundary conditions for humidity and scalars.
3188!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3189
3190    SUBROUTINE check_bc_scalars( sq, bc_b, ibc_b, err_nr_1, err_nr_2, constant_flux,               &
3191                                 surface_initial_change )
3192
3193
3194       IMPLICIT NONE
3195
3196       CHARACTER (LEN=*)   ::  bc_b                     !< bottom boundary condition
3197       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_1                 !< error number of first error
3198       CHARACTER (LEN=*)   ::  err_nr_2                 !< error number of second error
3199       CHARACTER (LEN=1)   ::  sq                       !< name of scalar quantity
3200
3201
3202       INTEGER(iwp)        ::  ibc_b                    !< index of bottom boundary condition
3203
3204       LOGICAL             ::  constant_flux            !< flag for constant-flux layer
3205
3206       REAL(wp)            ::  surface_initial_change   !< value of initial change at the surface
3207
3208!
3209!--    A given surface value implies Dirichlet boundary condition for the respective quantity. In
3210!--    this case specification of a constant flux is forbidden. However, an exception is made for
3211!--    large-scale forcing as well as land-surface model.
3212       IF ( .NOT. land_surface  .AND.  .NOT. large_scale_forcing )  THEN
3213          IF ( ibc_b == 0  .AND.  constant_flux )  THEN
3214             message_string = 'boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) // '_b = "' //               &
3215                              TRIM( bc_b ) // '" is not allowed with prescribed surface flux'
3216             CALL message( 'check_parameters', err_nr_1, 1, 2, 0, 6, 0 )
3217          ENDIF
3218       ENDIF
3219       IF ( constant_flux  .AND.  surface_initial_change /= 0.0_wp )  THEN
3220          WRITE( message_string, * )  'a prescribed surface flux is not allo', 'wed with ', sq,    &
3221                '_surface_initial_change (/=0) = ', surface_initial_change
3222          CALL message( 'check_parameters', err_nr_2, 1, 2, 0, 6, 0 )
3223       ENDIF
3224
3225
3226    END SUBROUTINE check_bc_scalars
3227
3228
3229
3230!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3231! Description:
3232! ------------
3233!> Filter a list of strings for duplicates. The output list is of same length but does not contain
3234!> any duplicates.
3235!--------------------------------------------------------------------------------------------------!
3236
3237    SUBROUTINE filter_duplicate_strings( string_length, string_list, string_list_filtered )
3238
3239       IMPLICIT NONE
3240
3241       INTEGER, INTENT(IN) :: string_length  !< length of a single string in list
3242
3243       CHARACTER (LEN=*),             DIMENSION(:), INTENT(IN)               ::  string_list           !< non-filtered list
3244       CHARACTER (LEN=string_length), DIMENSION(:), INTENT(OUT), ALLOCATABLE ::  string_list_filtered  !< filtered list
3245
3246       CHARACTER (LEN=string_length) ::  string_to_check  !< string to be check for duplicates
3247
3248       INTEGER(iwp) ::  i         !< loop index
3249       INTEGER(iwp) ::  j         !< loop index
3250       INTEGER(iwp) ::  k         !< loop index
3251       INTEGER(iwp) ::  nstrings  !< number of strings in list
3252
3253       LOGICAL ::  is_duplicate  !< true if string has duplicates in list
3254
3255
3256       nstrings = UBOUND( string_list, DIM=1 )
3257       ALLOCATE( string_list_filtered(1:nstrings) )
3258       string_list_filtered(:) = ' '
3259
3260       k = 0
3261       DO  i = 1, nstrings
3262          string_to_check = string_list(i)
3263
3264          IF ( string_to_check == ' ' )  EXIT
3265
3266          is_duplicate = .FALSE.
3267          DO  j = 1, nstrings
3268             IF ( string_list_filtered(j) == ' ' )  THEN
3269                EXIT
3270             ELSEIF ( string_to_check == string_list_filtered(j) )  THEN
3271                is_duplicate = .TRUE.
3272                EXIT
3273             ENDIF
3274          ENDDO
3275
3276          IF ( .NOT. is_duplicate )  THEN
3277             k = k + 1
3278             string_list_filtered(k) = string_to_check
3279          ENDIF
3280
3281       ENDDO
3282
3283    END SUBROUTINE filter_duplicate_strings
3284
3285
3286 END SUBROUTINE check_parameters
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.