source: palm/trunk/SOURCE/check_parameters.f90 @ 1497

Last change on this file since 1497 was 1497, checked in by maronga, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 153.7 KB
Line 
1 SUBROUTINE check_parameters
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: check_parameters.f90 1497 2014-12-02 17:28:07Z maronga $
27!
28! 1496 2014-12-02 17:25:50Z maronga
29! Added checks for the land surface model
30!
31! 1484 2014-10-21 10:53:05Z kanani
32! Changes due to new module structure of the plant canopy model:
33!   module plant_canopy_model_mod added,
34!   checks regarding usage of new method for leaf area density profile
35!   construction added,
36!   lad-profile construction moved to new subroutine init_plant_canopy within
37!   the module plant_canopy_model_mod,
38!   drag_coefficient renamed to canopy_drag_coeff.
39! Missing KIND-attribute for REAL constant added
40!
41! 1455 2014-08-29 10:47:47Z heinze
42! empty time records in volume, cross-section and masked data output prevented 
43! in case of non-parallel netcdf-output in restart runs
44!
45! 1429 2014-07-15 12:53:45Z knoop
46! run_description_header exended to provide ensemble_member_nr if specified
47!
48! 1425 2014-07-05 10:57:53Z knoop
49! bugfix: perturbation domain modified for parallel random number generator
50!
51! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
52! location messages modified
53!
54! 1400 2014-05-09 14:03:54Z knoop
55! Check random generator extended by option random-parallel
56!
57! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
58! location messages added
59!
60! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
61! Usage of large scale forcing for pt and q enabled:
62! output for profiles of large scale advection (td_lsa_lpt, td_lsa_q),
63! large scale subsidence (td_sub_lpt, td_sub_q)
64! and nudging tendencies (td_nud_lpt, td_nud_q, td_nud_u and td_nud_v) added,
65! check if use_subsidence_tendencies is used correctly
66!
67! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
68! PA0363 removed
69! PA0362 changed
70!
71! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
72! Do not allow the execution of PALM with use_particle_tails, since particle
73! tails are currently not supported by our new particle structure.
74!
75! PA0084 not necessary for new particle structure
76!
77! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
78! REAL constants provided with KIND-attribute
79!
80! 1330 2014-03-24 17:29:32Z suehring
81! In case of SGS-particle velocity advection of TKE is also allowed with
82! dissipative 5th-order scheme.
83!
84! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
85! "baroclinicity" renamed "baroclinity", "ocean version" replaced by "ocean mode"
86! bugfix: duplicate error message 56 removed,
87! check of data_output_format and do3d_compress removed
88!
89! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
90! some REAL constants defined as wp-kind
91!
92! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
93! Kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
94! kinds are defined in new module kinds,
95! revision history before 2012 removed,
96! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
97! all variable declaration statements
98!
99! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
100! +netcdf_data_format_save
101! Calculate fixed number of output time levels for parallel netcdf output.
102! For masked data, parallel netcdf output is not tested so far, hence
103! netcdf_data_format is switched back to non-paralell output.
104!
105! 1299 2014-03-06 13:15:21Z heinze
106! enable usage of large_scale subsidence in combination with large_scale_forcing
107! output for profile of large scale vertical velocity w_subs added
108!
109! 1276 2014-01-15 13:40:41Z heinze
110! Use LSF_DATA also in case of Dirichlet bottom boundary condition for scalars
111!
112! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
113! output for profiles of ug and vg added
114! set surface_heatflux and surface_waterflux also in dependence on
115! large_scale_forcing
116! checks for nudging and large scale forcing from external file
117!
118! 1236 2013-09-27 07:21:13Z raasch
119! check number of spectra levels
120!
121! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
122! check for transpose_compute_overlap (temporary)
123!
124! 1214 2013-08-21 12:29:17Z kanani
125! additional check for simultaneous use of vertical grid stretching
126! and particle advection
127!
128! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
129! checks for poisfft_hybrid removed
130!
131! 1210 2013-08-14 10:58:20Z raasch
132! check for fftw
133!
134! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
135! checks and settings of buoyancy parameters and switches revised,
136! initial profile for rho added to hom (id=77)
137!
138! 1174 2013-05-31 10:28:08Z gryschka
139! Bugfix in computing initial profiles for ug, vg, lad, q in case of Atmosphere
140!
141! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
142! bc_lr/ns_dirneu/neudir removed
143!
144! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
145! unused variables removed
146! drizzle can be used without precipitation
147!
148! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
149! ibc_p_b = 2 removed
150!
151! 1103 2013-02-20 02:15:53Z raasch
152! Bugfix: turbulent inflow must not require cyclic fill in restart runs
153!
154! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
155! unused variables removed
156!
157! 1069 2012-11-28 16:18:43Z maronga
158! allow usage of topography in combination with cloud physics
159!
160! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
161! Bugfix: It is not allowed to use cloud_scheme = seifert_beheng without
162!         precipitation in order to save computational resources.
163!
164! 1060 2012-11-21 07:19:51Z raasch
165! additional check for parameter turbulent_inflow
166!
167! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
168! necessary changes for the new two-moment cloud physics scheme added:
169! - check cloud physics scheme (Kessler or Seifert and Beheng)
170! - plant_canopy is not allowed
171! - currently, only cache loop_optimization is allowed
172! - initial profiles of nr, qr
173! - boundary condition of nr, qr
174! - check output quantities (qr, nr, prr)
175!
176! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
177! code put under GPL (PALM 3.9)
178!
179! 1031/1034 2012-10-22 11:32:49Z raasch
180! check of netcdf4 parallel file support
181!
182! 1019 2012-09-28 06:46:45Z raasch
183! non-optimized version of prognostic_equations not allowed any more
184!
185! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
186! acc allowed for loop optimization,
187! checks for adjustment of mixing length to the Prandtl mixing length removed
188!
189! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
190! checks for cases with unequal subdomain sizes removed
191!
192! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
193! all actions concerning leapfrog- and upstream-spline-scheme removed
194!
195! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
196! little reformatting
197
198! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
199! setting of bc_lr/ns_dirneu/neudir
200! outflow damping layer removed
201! check for z0h*
202! check for pt_damping_width
203!
204! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
205! check of old profil-parameters removed
206!
207! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
208! checks for parameter neutral
209!
210! 924 2012-06-06 07:44:41Z maronga
211! Bugfix: preprocessor directives caused error during compilation
212!
213! 892 2012-05-02 13:51:44Z maronga
214! Bugfix for parameter file check ( excluding __netcdf4 )
215!
216! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
217! use only 60% of the geostrophic wind as translation speed in case of Galilean
218! transformation and use_ug_for_galilei_tr = .T. in order to mimimize the
219! timestep
220!
221! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
222! Check for topography and ws-scheme removed.
223! Check for loop_optimization = 'vector' and ws-scheme removed.
224!
225! 845 2012-03-07 10:23:05Z maronga
226! Bugfix: exclude __netcdf4 directive part from namelist file check compilation
227!
228! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
229! check of collision_kernel extended
230!
231! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
232! check for collision_kernel and curvature_solution_effects
233!
234! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
235! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
236!
237! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
238! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
239!
240! Revision 1.1  1997/08/26 06:29:23  raasch
241! Initial revision
242!
243!
244! Description:
245! ------------
246! Check control parameters and deduce further quantities.
247!------------------------------------------------------------------------------!
248
249    USE arrays_3d
250    USE cloud_parameters
251    USE constants
252    USE control_parameters
253    USE dvrp_variables
254    USE grid_variables
255    USE indices
256    USE land_surface_model_mod
257    USE kinds
258    USE model_1d
259    USE netcdf_control
260    USE particle_attributes
261    USE pegrid
262    USE plant_canopy_model_mod
263    USE profil_parameter
264    USE radiation_model_mod
265    USE spectrum
266    USE statistics
267    USE subsidence_mod
268    USE statistics
269    USE transpose_indices
270
271    IMPLICIT NONE
272
273    CHARACTER (LEN=1)   ::  sq                       !:
274    CHARACTER (LEN=6)   ::  var                      !:
275    CHARACTER (LEN=7)   ::  unit                     !:
276    CHARACTER (LEN=8)   ::  date                     !:
277    CHARACTER (LEN=10)  ::  time                     !:
278    CHARACTER (LEN=40)  ::  coupling_string          !:
279    CHARACTER (LEN=100) ::  action                   !:
280
281    INTEGER(iwp) ::  i                               !:
282    INTEGER(iwp) ::  ilen                            !:
283    INTEGER(iwp) ::  iremote = 0                     !:
284    INTEGER(iwp) ::  j                               !:
285    INTEGER(iwp) ::  k                               !:
286    INTEGER(iwp) ::  kk                              !:
287    INTEGER(iwp) ::  netcdf_data_format_save         !:
288    INTEGER(iwp) ::  position                        !:
289    INTEGER(iwp) ::  prec                            !:
290   
291    LOGICAL     ::  found                            !:
292    LOGICAL     ::  ldum                             !:
293   
294    REAL(wp)    ::  gradient                         !:
295    REAL(wp)    ::  remote = 0.0_wp                  !:
296    REAL(wp)    ::  simulation_time_since_reference  !:
297
298
299    CALL location_message( 'checking parameters', .FALSE. )
300
301!
302!-- Check for overlap combinations, which are not realized yet
303    IF ( transpose_compute_overlap )  THEN
304       IF ( numprocs == 1 )  STOP '+++ transpose-compute-overlap not implemented for single PE runs'
305#if defined( __openacc )
306       STOP '+++ transpose-compute-overlap not implemented for GPU usage'
307#endif
308    ENDIF
309
310!
311!-- Warning, if host is not set
312    IF ( host(1:1) == ' ' )  THEN
313       message_string = '"host" is not set. Please check that environment ' // &
314                        'variable "localhost" & is set before running PALM'
315       CALL message( 'check_parameters', 'PA0001', 0, 0, 0, 6, 0 )
316    ENDIF
317
318!
319!-- Check the coupling mode
320    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled'            .AND.  &
321         coupling_mode /= 'atmosphere_to_ocean'  .AND.  &
322         coupling_mode /= 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
323       message_string = 'illegal coupling mode: ' // TRIM( coupling_mode )
324       CALL message( 'check_parameters', 'PA0002', 1, 2, 0, 6, 0 )
325    ENDIF
326
327!
328!-- Check dt_coupling, restart_time, dt_restart, end_time, dx, dy, nx and ny
329    IF ( coupling_mode /= 'uncoupled')  THEN
330
331       IF ( dt_coupling == 9999999.9_wp )  THEN
332          message_string = 'dt_coupling is not set but required for coup' // &
333                           'ling mode "' //  TRIM( coupling_mode ) // '"'
334          CALL message( 'check_parameters', 'PA0003', 1, 2, 0, 6, 0 )
335       ENDIF
336
337#if defined( __parallel )
338
339!
340!--    NOTE: coupled runs have not been implemented in the check_namelist_files
341!--    program.
342!--    check_namelist_files will need the following information of the other
343!--    model (atmosphere/ocean).
344!       dt_coupling = remote
345!       dt_max = remote
346!       restart_time = remote
347!       dt_restart= remote
348!       simulation_time_since_reference = remote
349!       dx = remote
350
351
352#if ! defined( __check )
353       IF ( myid == 0 ) THEN
354          CALL MPI_SEND( dt_coupling, 1, MPI_REAL, target_id, 11, comm_inter, &
355                         ierr )
356          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 11, comm_inter, &
357                         status, ierr )
358       ENDIF
359       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
360#endif     
361       IF ( dt_coupling /= remote )  THEN
362          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
363                 '": dt_coupling = ', dt_coupling, '& is not equal to ',       &
364                 'dt_coupling_remote = ', remote
365          CALL message( 'check_parameters', 'PA0004', 1, 2, 0, 6, 0 )
366       ENDIF
367       IF ( dt_coupling <= 0.0_wp )  THEN
368#if ! defined( __check )
369          IF ( myid == 0  ) THEN
370             CALL MPI_SEND( dt_max, 1, MPI_REAL, target_id, 19, comm_inter, ierr )
371             CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 19, comm_inter, &
372                            status, ierr )
373          ENDIF   
374          CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
375#endif         
376          dt_coupling = MAX( dt_max, remote )
377          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
378                 '": dt_coupling <= 0.0 & is not allowed and is reset to ',    &
379                 'MAX(dt_max(A,O)) = ', dt_coupling
380          CALL message( 'check_parameters', 'PA0005', 0, 1, 0, 6, 0 )
381       ENDIF
382#if ! defined( __check )
383       IF ( myid == 0 ) THEN
384          CALL MPI_SEND( restart_time, 1, MPI_REAL, target_id, 12, comm_inter, &
385                         ierr )
386          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 12, comm_inter, &
387                         status, ierr )
388       ENDIF
389       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
390#endif     
391       IF ( restart_time /= remote )  THEN
392          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
393                 '": restart_time = ', restart_time, '& is not equal to ',     &
394                 'restart_time_remote = ', remote
395          CALL message( 'check_parameters', 'PA0006', 1, 2, 0, 6, 0 )
396       ENDIF
397#if ! defined( __check )
398       IF ( myid == 0 ) THEN
399          CALL MPI_SEND( dt_restart, 1, MPI_REAL, target_id, 13, comm_inter, &
400                         ierr )
401          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 13, comm_inter, &
402                         status, ierr )
403       ENDIF   
404       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
405#endif     
406       IF ( dt_restart /= remote )  THEN
407          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
408                 '": dt_restart = ', dt_restart, '& is not equal to ',         &
409                 'dt_restart_remote = ', remote
410          CALL message( 'check_parameters', 'PA0007', 1, 2, 0, 6, 0 )
411       ENDIF
412
413       simulation_time_since_reference = end_time - coupling_start_time
414#if ! defined( __check )
415       IF  ( myid == 0 ) THEN
416          CALL MPI_SEND( simulation_time_since_reference, 1, MPI_REAL, target_id, &
417                         14, comm_inter, ierr )
418          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 14, comm_inter, &
419                         status, ierr )   
420       ENDIF
421       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
422#endif     
423       IF ( simulation_time_since_reference /= remote )  THEN
424          WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', TRIM( coupling_mode ), &
425                 '": simulation_time_since_reference = ',                      &
426                 simulation_time_since_reference, '& is not equal to ',        &
427                 'simulation_time_since_reference_remote = ', remote
428          CALL message( 'check_parameters', 'PA0008', 1, 2, 0, 6, 0 )
429       ENDIF
430
431#if ! defined( __check )
432       IF ( myid == 0 ) THEN
433          CALL MPI_SEND( dx, 1, MPI_REAL, target_id, 15, comm_inter, ierr )
434          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 15, comm_inter, &
435                                                             status, ierr )
436       ENDIF
437       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
438
439#endif
440       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean') THEN
441
442          IF ( dx < remote ) THEN
443             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', &
444                   TRIM( coupling_mode ),                  &
445           '": dx in Atmosphere is not equal to or not larger then dx in ocean'
446             CALL message( 'check_parameters', 'PA0009', 1, 2, 0, 6, 0 )
447          ENDIF
448
449          IF ( (nx_a+1)*dx /= (nx_o+1)*remote )  THEN
450             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', &
451                    TRIM( coupling_mode ), &
452             '": Domain size in x-direction is not equal in ocean and atmosphere'
453             CALL message( 'check_parameters', 'PA0010', 1, 2, 0, 6, 0 )
454          ENDIF
455
456       ENDIF
457
458#if ! defined( __check )
459       IF ( myid == 0) THEN
460          CALL MPI_SEND( dy, 1, MPI_REAL, target_id, 16, comm_inter, ierr )
461          CALL MPI_RECV( remote, 1, MPI_REAL, target_id, 16, comm_inter, &
462                         status, ierr )
463       ENDIF
464       CALL MPI_BCAST( remote, 1, MPI_REAL, 0, comm2d, ierr)
465#endif
466       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean') THEN
467
468          IF ( dy < remote )  THEN
469             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', &
470                    TRIM( coupling_mode ), &
471                 '": dy in Atmosphere is not equal to or not larger then dy in ocean'
472             CALL message( 'check_parameters', 'PA0011', 1, 2, 0, 6, 0 )
473          ENDIF
474
475          IF ( (ny_a+1)*dy /= (ny_o+1)*remote )  THEN
476             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', &
477                   TRIM( coupling_mode ), &
478             '": Domain size in y-direction is not equal in ocean and atmosphere'
479             CALL message( 'check_parameters', 'PA0012', 1, 2, 0, 6, 0 )
480          ENDIF
481
482          IF ( MOD(nx_o+1,nx_a+1) /= 0 )  THEN
483             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', &
484                   TRIM( coupling_mode ), &
485             '": nx+1 in ocean is not divisible without remainder with nx+1 in', & 
486             ' atmosphere'
487             CALL message( 'check_parameters', 'PA0339', 1, 2, 0, 6, 0 )
488          ENDIF
489
490          IF ( MOD(ny_o+1,ny_a+1) /= 0 )  THEN
491             WRITE( message_string, * ) 'coupling mode "', &
492                   TRIM( coupling_mode ), &
493             '": ny+1 in ocean is not divisible without remainder with ny+1 in', & 
494             ' atmosphere'
495             CALL message( 'check_parameters', 'PA0340', 1, 2, 0, 6, 0 )
496          ENDIF
497
498       ENDIF
499#else
500       WRITE( message_string, * ) 'coupling requires PALM to be called with', &
501            ' ''mrun -K parallel'''
502       CALL message( 'check_parameters', 'PA0141', 1, 2, 0, 6, 0 )
503#endif
504    ENDIF
505
506#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
507!
508!-- Exchange via intercommunicator
509    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' .AND. myid == 0 )  THEN
510       CALL MPI_SEND( humidity, 1, MPI_LOGICAL, target_id, 19, comm_inter, &
511                      ierr )
512    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' .AND. myid == 0)  THEN
513       CALL MPI_RECV( humidity_remote, 1, MPI_LOGICAL, target_id, 19, &
514                      comm_inter, status, ierr )
515    ENDIF
516    CALL MPI_BCAST( humidity_remote, 1, MPI_LOGICAL, 0, comm2d, ierr)
517   
518#endif
519
520
521!
522!-- Generate the file header which is used as a header for most of PALM's
523!-- output files
524    CALL DATE_AND_TIME( date, time )
525    run_date = date(7:8)//'-'//date(5:6)//'-'//date(3:4)
526    run_time = time(1:2)//':'//time(3:4)//':'//time(5:6)
527    IF ( coupling_mode == 'uncoupled' )  THEN
528       coupling_string = ''
529    ELSEIF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
530       coupling_string = ' coupled (atmosphere)'
531    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
532       coupling_string = ' coupled (ocean)'
533    ENDIF       
534
535    IF ( ensemble_member_nr /= 0 )  THEN
536       WRITE ( run_description_header,                                         &
537                  '(A,2X,A,2X,A,A,A,I2.2,A,2X,A,I2.2,2X,A,A,2X,A,1X,A)' )      &
538              TRIM( version ), TRIM( revision ), 'run: ',                      &
539              TRIM( run_identifier ), '.', runnr, TRIM( coupling_string ),     &
540              'en-no: ', ensemble_member_nr,'host: ', TRIM( host ),            &
541              run_date, run_time
542    ELSE
543       WRITE ( run_description_header,                                         &
544                  '(A,2X,A,2X,A,A,A,I2.2,A,2X,A,A,2X,A,1X,A)' )                &
545              TRIM( version ), TRIM( revision ), 'run: ',                      &
546              TRIM( run_identifier ), '.', runnr, TRIM( coupling_string ),     &
547              'host: ', TRIM( host ), run_date, run_time
548    ENDIF
549!
550!-- Check the general loop optimization method
551    IF ( loop_optimization == 'default' )  THEN
552       IF ( host(1:3) == 'nec' )  THEN
553          loop_optimization = 'vector'
554       ELSE
555          loop_optimization = 'cache'
556       ENDIF
557    ENDIF
558
559    SELECT CASE ( TRIM( loop_optimization ) )
560
561       CASE ( 'acc', 'cache', 'vector' )
562          CONTINUE
563
564       CASE DEFAULT
565          message_string = 'illegal value given for loop_optimization: "' // &
566                           TRIM( loop_optimization ) // '"'
567          CALL message( 'check_parameters', 'PA0013', 1, 2, 0, 6, 0 )
568
569    END SELECT
570
571!
572!-- Check if vertical grid stretching is used together with particles
573    IF ( dz_stretch_level < 100000.0_wp .AND. particle_advection )  THEN
574       message_string = 'Vertical grid stretching is not allowed together ' // &
575                        'with particle advection.'
576       CALL message( 'check_parameters', 'PA0017', 1, 2, 0, 6, 0 )
577    ENDIF
578
579!
580!--
581    IF ( use_particle_tails )  THEN
582       message_string = 'Particle tails are currently not available due ' //   &
583                        'to the new particle structure.'
584       CALL message( 'check_parameters', 'PA0392', 1, 2, 0, 6, 0 )
585    ENDIF
586
587!
588!-- Check topography setting (check for illegal parameter combinations)
589    IF ( topography /= 'flat' )  THEN
590       action = ' '
591       IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme' .AND. scalar_advec /= 'ws-scheme')  THEN
592          WRITE( action, '(A,A)' )  'scalar_advec = ', scalar_advec
593       ENDIF
594       IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme' .AND. momentum_advec /= 'ws-scheme' ) &
595       THEN
596          WRITE( action, '(A,A)' )  'momentum_advec = ', momentum_advec
597       ENDIF
598       IF ( psolver == 'sor' )  THEN
599          WRITE( action, '(A,A)' )  'psolver = ', psolver
600       ENDIF
601       IF ( sloping_surface )  THEN
602          WRITE( action, '(A)' )  'sloping surface = .TRUE.'
603       ENDIF
604       IF ( galilei_transformation )  THEN
605          WRITE( action, '(A)' )  'galilei_transformation = .TRUE.'
606       ENDIF
607       IF ( cloud_physics )  THEN
608          WRITE( action, '(A)' )  'cloud_physics = .TRUE.'
609       ENDIF
610       IF ( cloud_droplets )  THEN
611          WRITE( action, '(A)' )  'cloud_droplets = .TRUE.'
612       ENDIF
613       IF ( .NOT. prandtl_layer )  THEN
614          WRITE( action, '(A)' )  'prandtl_layer = .FALSE.'
615       ENDIF
616       IF ( action /= ' ' )  THEN
617          message_string = 'a non-flat topography does not allow ' // &
618                           TRIM( action )
619          CALL message( 'check_parameters', 'PA0014', 1, 2, 0, 6, 0 )
620       ENDIF
621!
622!--    In case of non-flat topography, check whether the convention how to
623!--    define the topography grid has been set correctly, or whether the default
624!--    is applicable. If this is not possible, abort.
625       IF ( TRIM( topography_grid_convention ) == ' ' )  THEN
626          IF ( TRIM( topography ) /= 'single_building' .AND.  &
627               TRIM( topography ) /= 'single_street_canyon' .AND.  &
628               TRIM( topography ) /= 'read_from_file' )  THEN
629!--          The default value is not applicable here, because it is only valid
630!--          for the two standard cases 'single_building' and 'read_from_file'
631!--          defined in init_grid.
632             WRITE( message_string, * )  &
633                  'The value for "topography_grid_convention" ',  &
634                  'is not set. Its default value is & only valid for ',  &
635                  '"topography" = ''single_building'', ',  &
636                  '''single_street_canyon'' & or ''read_from_file''.',  &
637                  ' & Choose ''cell_edge'' or ''cell_center''.'
638             CALL message( 'user_check_parameters', 'PA0239', 1, 2, 0, 6, 0 )
639          ELSE
640!--          The default value is applicable here.
641!--          Set convention according to topography.
642             IF ( TRIM( topography ) == 'single_building' .OR.  &
643                  TRIM( topography ) == 'single_street_canyon' )  THEN
644                topography_grid_convention = 'cell_edge'
645             ELSEIF ( TRIM( topography ) == 'read_from_file' )  THEN
646                topography_grid_convention = 'cell_center'
647             ENDIF
648          ENDIF
649       ELSEIF ( TRIM( topography_grid_convention ) /= 'cell_edge' .AND.  &
650                TRIM( topography_grid_convention ) /= 'cell_center' )  THEN
651          WRITE( message_string, * )  &
652               'The value for "topography_grid_convention" is ', &
653               'not recognized. & Choose ''cell_edge'' or ''cell_center''.'
654          CALL message( 'user_check_parameters', 'PA0240', 1, 2, 0, 6, 0 )
655       ENDIF
656
657    ENDIF
658
659!
660!-- Check ocean setting
661    IF ( ocean )  THEN
662
663       action = ' '
664       IF ( action /= ' ' )  THEN
665          message_string = 'ocean = .T. does not allow ' // TRIM( action )
666          CALL message( 'check_parameters', 'PA0015', 1, 2, 0, 6, 0 )
667       ENDIF
668
669    ELSEIF ( TRIM( coupling_mode ) == 'uncoupled'  .AND.  &
670             TRIM( coupling_char ) == '_O' )  THEN
671
672!
673!--    Check whether an (uncoupled) atmospheric run has been declared as an
674!--    ocean run (this setting is done via mrun-option -y)
675
676       message_string = 'ocean = .F. does not allow coupling_char = "' // &
677                        TRIM( coupling_char ) // '" set by mrun-option "-y"'
678       CALL message( 'check_parameters', 'PA0317', 1, 2, 0, 6, 0 )
679
680    ENDIF
681!
682!-- Check cloud scheme
683    IF ( cloud_scheme == 'seifert_beheng' )  THEN
684       icloud_scheme = 0
685    ELSEIF ( cloud_scheme == 'kessler' )  THEN
686       icloud_scheme = 1
687    ELSE
688       message_string = 'unknown cloud microphysics scheme cloud_scheme ="' // &
689                        TRIM( cloud_scheme ) // '"'
690       CALL message( 'check_parameters', 'PA0357', 1, 2, 0, 6, 0 )
691    ENDIF
692!
693!-- Check whether there are any illegal values
694!-- Pressure solver:
695    IF ( psolver /= 'poisfft'  .AND. &
696         psolver /= 'sor'  .AND.  psolver /= 'multigrid' )  THEN
697       message_string = 'unknown solver for perturbation pressure: psolver' // &
698                        ' = "' // TRIM( psolver ) // '"'
699       CALL message( 'check_parameters', 'PA0016', 1, 2, 0, 6, 0 )
700    ENDIF
701
702    IF ( psolver == 'multigrid' )  THEN
703       IF ( cycle_mg == 'w' )  THEN
704          gamma_mg = 2
705       ELSEIF ( cycle_mg == 'v' )  THEN
706          gamma_mg = 1
707       ELSE
708          message_string = 'unknown multigrid cycle: cycle_mg = "' // &
709                           TRIM( cycle_mg ) // '"'
710          CALL message( 'check_parameters', 'PA0020', 1, 2, 0, 6, 0 )
711       ENDIF
712    ENDIF
713
714    IF ( fft_method /= 'singleton-algorithm'  .AND.  &
715         fft_method /= 'temperton-algorithm'  .AND.  &
716         fft_method /= 'fftw'                 .AND.  &
717         fft_method /= 'system-specific' )  THEN
718       message_string = 'unknown fft-algorithm: fft_method = "' // &
719                        TRIM( fft_method ) // '"'
720       CALL message( 'check_parameters', 'PA0021', 1, 2, 0, 6, 0 )
721    ENDIF
722   
723    IF( momentum_advec == 'ws-scheme' .AND. & 
724        .NOT. call_psolver_at_all_substeps  ) THEN
725        message_string = 'psolver must be called at each RK3 substep when "'//&
726                      TRIM(momentum_advec) // ' "is used for momentum_advec'
727        CALL message( 'check_parameters', 'PA0344', 1, 2, 0, 6, 0 )
728    END IF
729!
730!-- Advection schemes:
731    IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  momentum_advec /= 'ws-scheme' ) &
732    THEN
733       message_string = 'unknown advection scheme: momentum_advec = "' // &
734                        TRIM( momentum_advec ) // '"'
735       CALL message( 'check_parameters', 'PA0022', 1, 2, 0, 6, 0 )
736    ENDIF
737    IF ( ( momentum_advec == 'ws-scheme' .OR.  scalar_advec == 'ws-scheme' )   &
738           .AND. ( timestep_scheme == 'euler' .OR.                             &
739                   timestep_scheme == 'runge-kutta-2' ) )                      &
740    THEN
741       message_string = 'momentum_advec or scalar_advec = "' &
742         // TRIM( momentum_advec ) // '" is not allowed with timestep_scheme = "' // &
743         TRIM( timestep_scheme ) // '"'
744       CALL message( 'check_parameters', 'PA0023', 1, 2, 0, 6, 0 )
745    ENDIF
746    IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme'  .AND.  scalar_advec /= 'ws-scheme' .AND. &
747         scalar_advec /= 'bc-scheme' )                                         &
748    THEN
749       message_string = 'unknown advection scheme: scalar_advec = "' // &
750                        TRIM( scalar_advec ) // '"'
751       CALL message( 'check_parameters', 'PA0024', 1, 2, 0, 6, 0 )
752    ENDIF
753    IF ( scalar_advec == 'bc-scheme'  .AND.  loop_optimization == 'cache' )    &
754    THEN
755       message_string = 'advection_scheme scalar_advec = "' &
756         // TRIM( scalar_advec ) // '" not implemented for & loop_optimization = "' // &
757         TRIM( loop_optimization ) // '"'
758       CALL message( 'check_parameters', 'PA0026', 1, 2, 0, 6, 0 )
759    ENDIF
760
761    IF ( use_sgs_for_particles  .AND.  .NOT. use_upstream_for_tke .AND.        &
762         scalar_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
763       use_upstream_for_tke = .TRUE.
764       message_string = 'use_upstream_for_tke set .TRUE. because ' //          &
765                        'use_sgs_for_particles = .TRUE. '          //          &
766                        'and scalar_advec /= ws-scheme'
767       CALL message( 'check_parameters', 'PA0025', 0, 1, 0, 6, 0 )
768    ENDIF
769
770    IF ( use_sgs_for_particles  .AND.  curvature_solution_effects )  THEN
771       message_string = 'use_sgs_for_particles = .TRUE. not allowed with ' //  &
772                        'curvature_solution_effects = .TRUE.'
773       CALL message( 'check_parameters', 'PA0349', 1, 2, 0, 6, 0 )
774    ENDIF
775
776!
777!-- Set LOGICAL switches to enhance performance
778    IF ( momentum_advec == 'ws-scheme' )    ws_scheme_mom = .TRUE.
779    IF ( scalar_advec   == 'ws-scheme'   )  ws_scheme_sca = .TRUE.
780
781!
782!-- Timestep schemes:
783    SELECT CASE ( TRIM( timestep_scheme ) )
784
785       CASE ( 'euler' )
786          intermediate_timestep_count_max = 1
787
788       CASE ( 'runge-kutta-2' )
789          intermediate_timestep_count_max = 2
790
791       CASE ( 'runge-kutta-3' )
792          intermediate_timestep_count_max = 3
793
794       CASE DEFAULT
795          message_string = 'unknown timestep scheme: timestep_scheme = "' //   &
796                           TRIM( timestep_scheme ) // '"'
797          CALL message( 'check_parameters', 'PA0027', 1, 2, 0, 6, 0 )
798
799    END SELECT
800
801    IF ( (momentum_advec /= 'pw-scheme' .AND. momentum_advec /= 'ws-scheme')   &
802         .AND. timestep_scheme(1:5) == 'runge' ) THEN
803       message_string = 'momentum advection scheme "' // &
804                        TRIM( momentum_advec ) // '" & does not work with ' // &
805                        'timestep_scheme "' // TRIM( timestep_scheme ) // '"'
806       CALL message( 'check_parameters', 'PA0029', 1, 2, 0, 6, 0 )
807    ENDIF
808
809!
810!-- Collision kernels:
811    SELECT CASE ( TRIM( collision_kernel ) )
812
813       CASE ( 'hall', 'hall_fast' )
814          hall_kernel = .TRUE.
815
816       CASE ( 'palm' )
817          palm_kernel = .TRUE.
818
819       CASE ( 'wang', 'wang_fast' )
820          wang_kernel = .TRUE.
821
822       CASE ( 'none' )
823
824
825       CASE DEFAULT
826          message_string = 'unknown collision kernel: collision_kernel = "' // &
827                           TRIM( collision_kernel ) // '"'
828          CALL message( 'check_parameters', 'PA0350', 1, 2, 0, 6, 0 )
829
830    END SELECT
831    IF ( collision_kernel(6:9) == 'fast' )  use_kernel_tables = .TRUE.
832
833    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data'  .AND.  &
834         TRIM( initializing_actions ) /= 'cyclic_fill' )  THEN
835!
836!--    No restart run: several initialising actions are possible
837       action = initializing_actions
838       DO WHILE ( TRIM( action ) /= '' )
839          position = INDEX( action, ' ' )
840          SELECT CASE ( action(1:position-1) )
841
842             CASE ( 'set_constant_profiles', 'set_1d-model_profiles', &
843                    'by_user', 'initialize_vortex',     'initialize_ptanom' )
844                action = action(position+1:)
845
846             CASE DEFAULT
847                message_string = 'initializing_action = "' // &
848                                 TRIM( action ) // '" unkown or not allowed'
849                CALL message( 'check_parameters', 'PA0030', 1, 2, 0, 6, 0 )
850
851          END SELECT
852       ENDDO
853    ENDIF
854
855    IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'initialize_vortex' .AND. &
856         conserve_volume_flow ) THEN
857         message_string = 'initializing_actions = "initialize_vortex"' // &
858                        ' ist not allowed with conserve_volume_flow = .T.'
859       CALL message( 'check_parameters', 'PA0343', 1, 2, 0, 6, 0 )
860    ENDIF       
861
862
863    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_constant_profiles' ) /= 0  .AND. &
864         INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
865       message_string = 'initializing_actions = "set_constant_profiles"' // &
866                        ' and "set_1d-model_profiles" are not allowed ' //  &
867                        'simultaneously'
868       CALL message( 'check_parameters', 'PA0031', 1, 2, 0, 6, 0 )
869    ENDIF
870
871    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_constant_profiles' ) /= 0  .AND. &
872         INDEX( initializing_actions, 'by_user' ) /= 0 )  THEN
873       message_string = 'initializing_actions = "set_constant_profiles"' // &
874                        ' and "by_user" are not allowed simultaneously'
875       CALL message( 'check_parameters', 'PA0032', 1, 2, 0, 6, 0 )
876    ENDIF
877
878    IF ( INDEX( initializing_actions, 'by_user' ) /= 0  .AND. &
879         INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
880       message_string = 'initializing_actions = "by_user" and ' // &
881                        '"set_1d-model_profiles" are not allowed simultaneously'
882       CALL message( 'check_parameters', 'PA0033', 1, 2, 0, 6, 0 )
883    ENDIF
884
885    IF ( cloud_physics  .AND.  .NOT. humidity )  THEN
886       WRITE( message_string, * ) 'cloud_physics = ', cloud_physics, ' is ', &
887              'not allowed with humidity = ', humidity
888       CALL message( 'check_parameters', 'PA0034', 1, 2, 0, 6, 0 )
889    ENDIF
890
891    IF ( precipitation  .AND.  .NOT.  cloud_physics )  THEN
892       WRITE( message_string, * ) 'precipitation = ', precipitation, ' is ', &
893              'not allowed with cloud_physics = ', cloud_physics
894       CALL message( 'check_parameters', 'PA0035', 1, 2, 0, 6, 0 )
895    ENDIF
896
897    IF ( humidity  .AND.  sloping_surface )  THEN
898       message_string = 'humidity = .TRUE. and sloping_surface = .TRUE. ' // &
899                        'are not allowed simultaneously'
900       CALL message( 'check_parameters', 'PA0036', 1, 2, 0, 6, 0 )
901    ENDIF
902
903    IF ( passive_scalar  .AND.  humidity )  THEN
904       message_string = 'humidity = .TRUE. and passive_scalar = .TRUE. ' // &
905                        'is not allowed simultaneously'
906       CALL message( 'check_parameters', 'PA0038', 1, 2, 0, 6, 0 )
907    ENDIF
908
909    IF ( plant_canopy )  THEN
910   
911       IF ( canopy_drag_coeff == 0.0_wp )  THEN
912          message_string = 'plant_canopy = .TRUE. requires a non-zero drag '// &
913                           'coefficient & given value is canopy_drag_coeff = 0.0'
914          CALL message( 'check_parameters', 'PA0041', 1, 2, 0, 6, 0 )
915       ENDIF
916   
917       IF ( ( alpha_lad /= 9999999.9_wp  .AND.  beta_lad == 9999999.9_wp )  .OR.&
918              beta_lad /= 9999999.9_wp   .AND.  alpha_lad == 9999999.9_wp )  THEN
919          message_string = 'using the beta function for the construction ' //  &
920                           'of the leaf area density profile requires '    //  &
921                           'both alpha_lad and beta_lad to be /= 9999999.9'
922          CALL message( 'check_parameters', 'PA0118', 1, 2, 0, 6, 0 )
923       ENDIF
924   
925       IF ( calc_beta_lad_profile  .AND.  lai_beta == 0.0_wp )  THEN
926          message_string = 'using the beta function for the construction ' //  &
927                           'of the leaf area density profile requires '    //  &
928                           'a non-zero lai_beta, but given value is '      //  &
929                           'lai_beta = 0.0'
930          CALL message( 'check_parameters', 'PA0119', 1, 2, 0, 6, 0 )
931       ENDIF
932
933       IF ( calc_beta_lad_profile  .AND.  lad_surface /= 0.0_wp )  THEN
934          message_string = 'simultaneous setting of alpha_lad /= 9999999.9' // &
935                           'and lad_surface /= 0.0 is not possible, '       // &
936                           'use either vertical gradients or the beta '     // &
937                           'function for the construction of the leaf area '// &
938                           'density profile'
939          CALL message( 'check_parameters', 'PA0120', 1, 2, 0, 6, 0 )
940       ENDIF
941
942       IF ( cloud_physics  .AND.  icloud_scheme == 0 )  THEN
943          message_string = 'plant_canopy = .TRUE. requires cloud_scheme /=' // &
944                           ' seifert_beheng'
945          CALL message( 'check_parameters', 'PA0360', 1, 2, 0, 6, 0 )
946       ENDIF
947
948    ENDIF
949
950
951    IF ( land_surface )  THEN
952 
953       IF ( ANY(soil_temperature == 9999999.9_wp) )  THEN
954             message_string = '&lsm_par list requires setting'//               &
955                              'of soil_temperature(0:3)'//                     &
956                              '/= 9999999.9'
957             CALL message( 'check_parameters', 'PA0398', 1, 2, 0, 6, 0 )
958       ENDIF   
959
960!      Dirichlet boundary conditions are allowed at the moment for testing
961!      purposes
962!        IF ( bc_pt_b == 'dirichlet' .OR. bc_q_b == 'dirichlet' )  THEN
963!           message_string = 'lsm requires setting of'//                         &
964!                            'bc_pt_b = "neumann" and '//                        &
965!                            'bc_q_b  = "neumann"'
966!           CALL message( 'check_parameters', 'PA0399', 1, 2, 0, 6, 0 )
967!        ENDIF
968
969       IF ( .NOT. prandtl_layer )  THEN
970          message_string = 'lsm requires '//                                   &
971                           'prandtl_layer = .T.'
972          CALL message( 'check_parameters', 'PA0400', 1, 2, 0, 6, 0 )
973       ENDIF
974
975       IF ( veg_type == 0 )  THEN
976          IF ( SUM(root_fraction) /= 1.0_wp)  THEN
977             message_string = 'veg_type = 0 (user_defined)'//                  &
978                              'requires setting of root_fraction(0:3)'//       &
979                              '/= 9999999.9 and SUM(root_fraction) = 1'
980             CALL message( 'check_parameters', 'PA0401', 1, 2, 0, 6, 0 )
981          ENDIF
982       ENDIF
983
984       IF ( .NOT. radiation )  THEN
985          message_string = 'lsm requires '//                                   &
986                           'radiation = .T.'
987          CALL message( 'check_parameters', 'PA0402', 1, 2, 0, 6, 0 )
988       ENDIF
989
990
991    END IF
992
993
994    IF ( .NOT. ( loop_optimization == 'cache'  .OR.                            &
995                 loop_optimization == 'vector' )                               &
996         .AND.  cloud_physics  .AND.  icloud_scheme == 0 )  THEN
997       message_string = 'cloud_scheme = seifert_beheng requires ' // &
998                        'loop_optimization = "cache" or "vector"'
999       CALL message( 'check_parameters', 'PA0362', 1, 2, 0, 6, 0 )
1000    ENDIF 
1001
1002!
1003!-- In case of no model continuation run, check initialising parameters and
1004!-- deduce further quantities
1005    IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
1006
1007!
1008!--    Initial profiles for 1D and 3D model, respectively (u,v further below)
1009       pt_init = pt_surface
1010       IF ( humidity )  THEN
1011          q_init  = q_surface
1012       ENDIF
1013       IF ( ocean )           sa_init = sa_surface
1014       IF ( passive_scalar )  q_init  = s_surface
1015
1016!
1017!--
1018!--    If required, compute initial profile of the geostrophic wind
1019!--    (component ug)
1020       i = 1
1021       gradient = 0.0_wp
1022
1023       IF ( .NOT. ocean )  THEN
1024
1025          ug_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
1026          ug(0) = ug_surface
1027          DO  k = 1, nzt+1
1028             IF ( i < 11 ) THEN
1029                IF ( ug_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND. &
1030                     ug_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
1031                   gradient = ug_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1032                   ug_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
1033                   i = i + 1
1034                ENDIF
1035             ENDIF       
1036             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1037                IF ( k /= 1 )  THEN
1038                   ug(k) = ug(k-1) + dzu(k) * gradient
1039                ELSE
1040                   ug(k) = ug_surface + dzu(k) * gradient
1041                ENDIF
1042             ELSE
1043                ug(k) = ug(k-1)
1044             ENDIF
1045          ENDDO
1046
1047       ELSE
1048
1049          ug_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
1050          ug(nzt+1) = ug_surface
1051          DO  k = nzt, nzb, -1
1052             IF ( i < 11 ) THEN
1053                IF ( ug_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND. &
1054                     ug_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
1055                   gradient = ug_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1056                   ug_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
1057                   i = i + 1
1058                ENDIF
1059             ENDIF
1060             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1061                IF ( k /= nzt )  THEN
1062                   ug(k) = ug(k+1) - dzu(k+1) * gradient
1063                ELSE
1064                   ug(k)   = ug_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1065                   ug(k+1) = ug_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1066                ENDIF
1067             ELSE
1068                ug(k) = ug(k+1)
1069             ENDIF
1070          ENDDO
1071
1072       ENDIF
1073
1074!
1075!--    In case of no given gradients for ug, choose a zero gradient
1076       IF ( ug_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp )  THEN
1077          ug_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
1078       ENDIF 
1079
1080!
1081!--
1082!--    If required, compute initial profile of the geostrophic wind
1083!--    (component vg)
1084       i = 1
1085       gradient = 0.0_wp
1086
1087       IF ( .NOT. ocean )  THEN
1088
1089          vg_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
1090          vg(0) = vg_surface
1091          DO  k = 1, nzt+1
1092             IF ( i < 11 ) THEN
1093                IF ( vg_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND. &
1094                     vg_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
1095                   gradient = vg_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1096                   vg_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
1097                   i = i + 1
1098                ENDIF
1099             ENDIF
1100             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1101                IF ( k /= 1 )  THEN
1102                   vg(k) = vg(k-1) + dzu(k) * gradient
1103                ELSE
1104                   vg(k) = vg_surface + dzu(k) * gradient
1105                ENDIF
1106             ELSE
1107                vg(k) = vg(k-1)
1108             ENDIF
1109          ENDDO
1110
1111       ELSE
1112
1113          vg_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
1114          vg(nzt+1) = vg_surface
1115          DO  k = nzt, nzb, -1
1116             IF ( i < 11 ) THEN
1117                IF ( vg_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND. &
1118                     vg_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
1119                   gradient = vg_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1120                   vg_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
1121                   i = i + 1
1122                ENDIF
1123             ENDIF
1124             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1125                IF ( k /= nzt )  THEN
1126                   vg(k) = vg(k+1) - dzu(k+1) * gradient
1127                ELSE
1128                   vg(k)   = vg_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1129                   vg(k+1) = vg_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1130                ENDIF
1131             ELSE
1132                vg(k) = vg(k+1)
1133             ENDIF
1134          ENDDO
1135
1136       ENDIF
1137
1138!
1139!--    In case of no given gradients for vg, choose a zero gradient
1140       IF ( vg_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp )  THEN
1141          vg_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
1142       ENDIF
1143
1144!
1145!--    Let the initial wind profiles be the calculated ug/vg profiles or
1146!--    interpolate them from wind profile data (if given)
1147       IF ( u_profile(1) == 9999999.9_wp  .AND.  v_profile(1) == 9999999.9_wp )  THEN
1148
1149          u_init = ug
1150          v_init = vg
1151
1152       ELSEIF ( u_profile(1) == 0.0_wp  .AND.  v_profile(1) == 0.0_wp )  THEN
1153
1154          IF ( uv_heights(1) /= 0.0_wp )  THEN
1155             message_string = 'uv_heights(1) must be 0.0'
1156             CALL message( 'check_parameters', 'PA0345', 1, 2, 0, 6, 0 )
1157          ENDIF
1158
1159          use_prescribed_profile_data = .TRUE.
1160
1161          kk = 1
1162          u_init(0) = 0.0_wp
1163          v_init(0) = 0.0_wp
1164
1165          DO  k = 1, nz+1
1166
1167             IF ( kk < 100 )  THEN
1168                DO WHILE ( uv_heights(kk+1) <= zu(k) )
1169                   kk = kk + 1
1170                   IF ( kk == 100 )  EXIT
1171                ENDDO
1172             ENDIF
1173
1174             IF ( kk < 100 .AND. uv_heights(kk+1) /= 9999999.9_wp )  THEN
1175                u_init(k) = u_profile(kk) + ( zu(k) - uv_heights(kk) ) /       &
1176                                       ( uv_heights(kk+1) - uv_heights(kk) ) * &
1177                                       ( u_profile(kk+1) - u_profile(kk) )
1178                v_init(k) = v_profile(kk) + ( zu(k) - uv_heights(kk) ) /       &
1179                                       ( uv_heights(kk+1) - uv_heights(kk) ) * &
1180                                       ( v_profile(kk+1) - v_profile(kk) )
1181             ELSE
1182                u_init(k) = u_profile(kk)
1183                v_init(k) = v_profile(kk)
1184             ENDIF
1185
1186          ENDDO
1187
1188       ELSE
1189
1190          message_string = 'u_profile(1) and v_profile(1) must be 0.0'
1191          CALL message( 'check_parameters', 'PA0346', 1, 2, 0, 6, 0 )
1192
1193       ENDIF
1194
1195!
1196!--    Compute initial temperature profile using the given temperature gradients
1197       IF ( .NOT. neutral )  THEN
1198
1199          i = 1
1200          gradient = 0.0_wp
1201
1202          IF ( .NOT. ocean )  THEN
1203
1204             pt_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
1205             DO  k = 1, nzt+1
1206                IF ( i < 11 ) THEN
1207                   IF ( pt_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND. &
1208                        pt_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
1209                      gradient = pt_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1210                      pt_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
1211                      i = i + 1
1212                   ENDIF
1213                ENDIF
1214                IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1215                   IF ( k /= 1 )  THEN
1216                      pt_init(k) = pt_init(k-1) + dzu(k) * gradient
1217                   ELSE
1218                      pt_init(k) = pt_surface   + dzu(k) * gradient
1219                   ENDIF
1220                ELSE
1221                   pt_init(k) = pt_init(k-1)
1222                ENDIF
1223             ENDDO
1224
1225          ELSE
1226
1227             pt_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
1228             DO  k = nzt, 0, -1
1229                IF ( i < 11 ) THEN
1230                   IF ( pt_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND. &
1231                        pt_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
1232                      gradient = pt_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1233                      pt_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
1234                      i = i + 1
1235                   ENDIF
1236                ENDIF
1237                IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1238                   IF ( k /= nzt )  THEN
1239                      pt_init(k) = pt_init(k+1) - dzu(k+1) * gradient
1240                   ELSE
1241                      pt_init(k)   = pt_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1242                      pt_init(k+1) = pt_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1243                   ENDIF
1244                ELSE
1245                   pt_init(k) = pt_init(k+1)
1246                ENDIF
1247             ENDDO
1248
1249          ENDIF
1250
1251       ENDIF
1252
1253!
1254!--    In case of no given temperature gradients, choose gradient of neutral
1255!--    stratification
1256       IF ( pt_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp )  THEN
1257          pt_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
1258       ENDIF
1259
1260!
1261!--    Store temperature gradient at the top boundary for possible Neumann
1262!--    boundary condition
1263       bc_pt_t_val = ( pt_init(nzt+1) - pt_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
1264
1265!
1266!--    If required, compute initial humidity or scalar profile using the given
1267!--    humidity/scalar gradient. In case of scalar transport, initially store
1268!--    values of the scalar parameters on humidity parameters
1269       IF ( passive_scalar )  THEN
1270          bc_q_b                    = bc_s_b
1271          bc_q_t                    = bc_s_t
1272          q_surface                 = s_surface
1273          q_surface_initial_change  = s_surface_initial_change
1274          q_vertical_gradient       = s_vertical_gradient
1275          q_vertical_gradient_level = s_vertical_gradient_level
1276          surface_waterflux         = surface_scalarflux
1277          wall_humidityflux         = wall_scalarflux
1278       ENDIF
1279
1280       IF ( humidity  .OR.  passive_scalar )  THEN
1281
1282          i = 1
1283          gradient = 0.0_wp
1284          q_vertical_gradient_level_ind(1) = 0
1285          DO  k = 1, nzt+1
1286             IF ( i < 11 ) THEN
1287                IF ( q_vertical_gradient_level(i) < zu(k)  .AND. &
1288                     q_vertical_gradient_level(i) >= 0.0_wp )  THEN
1289                   gradient = q_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1290                   q_vertical_gradient_level_ind(i) = k - 1
1291                   i = i + 1
1292                ENDIF
1293             ENDIF
1294             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1295                IF ( k /= 1 )  THEN
1296                   q_init(k) = q_init(k-1) + dzu(k) * gradient
1297                ELSE
1298                   q_init(k) = q_init(k-1) + dzu(k) * gradient
1299                ENDIF
1300             ELSE
1301                q_init(k) = q_init(k-1)
1302             ENDIF
1303!
1304!--          Avoid negative humidities
1305             IF ( q_init(k) < 0.0_wp )  THEN
1306                q_init(k) = 0.0_wp
1307             ENDIF
1308          ENDDO
1309
1310!
1311!--       In case of no given humidity gradients, choose zero gradient
1312!--       conditions
1313          IF ( q_vertical_gradient_level(1) == -1.0_wp )  THEN
1314             q_vertical_gradient_level(1) = 0.0_wp
1315          ENDIF
1316!
1317!--       Store humidity, rain water content and rain drop concentration
1318!--       gradient at the top boundary for possile Neumann boundary condition
1319          bc_q_t_val  = ( q_init(nzt+1) - q_init(nzt) ) / dzu(nzt+1)
1320       ENDIF
1321
1322!
1323!--    If required, compute initial salinity profile using the given salinity
1324!--    gradients
1325       IF ( ocean )  THEN
1326
1327          i = 1
1328          gradient = 0.0_wp
1329
1330          sa_vertical_gradient_level_ind(1) = nzt+1
1331          DO  k = nzt, 0, -1
1332             IF ( i < 11 ) THEN
1333                IF ( sa_vertical_gradient_level(i) > zu(k)  .AND. &
1334                     sa_vertical_gradient_level(i) <= 0.0_wp )  THEN
1335                   gradient = sa_vertical_gradient(i) / 100.0_wp
1336                   sa_vertical_gradient_level_ind(i) = k + 1
1337                   i = i + 1
1338                ENDIF
1339             ENDIF
1340             IF ( gradient /= 0.0_wp )  THEN
1341                IF ( k /= nzt )  THEN
1342                   sa_init(k) = sa_init(k+1) - dzu(k+1) * gradient
1343                ELSE
1344                   sa_init(k)   = sa_surface - 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1345                   sa_init(k+1) = sa_surface + 0.5_wp * dzu(k+1) * gradient
1346                ENDIF
1347             ELSE
1348                sa_init(k) = sa_init(k+1)
1349             ENDIF
1350          ENDDO
1351
1352       ENDIF
1353
1354         
1355    ENDIF
1356
1357!
1358!-- Check if the control parameter use_subsidence_tendencies is used correctly
1359    IF ( use_subsidence_tendencies  .AND.  .NOT. large_scale_subsidence )  THEN
1360       message_string = 'The usage of use_subsidence_tendencies ' // &
1361                            'requires large_scale_subsidence = .T..'
1362       CALL message( 'check_parameters', 'PA0396', 1, 2, 0, 6, 0 )
1363    ELSEIF ( use_subsidence_tendencies  .AND.  .NOT. large_scale_forcing )  THEN
1364       message_string = 'The usage of use_subsidence_tendencies ' // &
1365                            'requires large_scale_forcing = .T..'
1366       CALL message( 'check_parameters', 'PA0397', 1, 2, 0, 6, 0 )
1367    ENDIF
1368
1369!
1370!-- Initialize large scale subsidence if required
1371    If ( large_scale_subsidence )  THEN
1372       IF ( subs_vertical_gradient_level(1) /= -9999999.9_wp .AND. &
1373                                     .NOT. large_scale_forcing )  THEN
1374          CALL init_w_subsidence
1375       ENDIF
1376!
1377!--    In case large_scale_forcing is used, profiles for subsidence velocity
1378!--    are read in from file LSF_DATA
1379
1380       IF ( subs_vertical_gradient_level(1) == -9999999.9_wp .AND. &
1381                                     .NOT. large_scale_forcing )  THEN
1382          message_string = 'There is no default large scale vertical ' // &
1383                           'velocity profile set. Specify the subsidence ' // &
1384                           'velocity profile via subs_vertical_gradient and ' // &
1385                           'subs_vertical_gradient_level.'
1386          CALL message( 'check_parameters', 'PA0380', 1, 2, 0, 6, 0 )
1387       ENDIF
1388    ELSE
1389        IF ( subs_vertical_gradient_level(1) /= -9999999.9_wp )  THEN
1390           message_string = 'Enable usage of large scale subsidence by ' // &
1391                            'setting large_scale_subsidence = .T..'
1392          CALL message( 'check_parameters', 'PA0381', 1, 2, 0, 6, 0 )
1393        ENDIF
1394    ENDIF   
1395
1396!
1397!-- Compute Coriolis parameter
1398    f  = 2.0_wp * omega * SIN( phi / 180.0_wp * pi )
1399    fs = 2.0_wp * omega * COS( phi / 180.0_wp * pi )
1400
1401!
1402!-- Check and set buoyancy related parameters and switches
1403    IF ( reference_state == 'horizontal_average' )  THEN
1404       CONTINUE
1405    ELSEIF ( reference_state == 'initial_profile' )  THEN
1406       use_initial_profile_as_reference = .TRUE.
1407    ELSEIF ( reference_state == 'single_value' )  THEN
1408       use_single_reference_value = .TRUE.
1409       IF ( pt_reference == 9999999.9_wp )  pt_reference = pt_surface
1410       vpt_reference = pt_reference * ( 1.0_wp + 0.61_wp * q_surface )
1411    ELSE
1412       message_string = 'illegal value for reference_state: "' // &
1413                        TRIM( reference_state ) // '"'
1414       CALL message( 'check_parameters', 'PA0056', 1, 2, 0, 6, 0 )
1415    ENDIF
1416
1417!
1418!-- Ocean runs always use reference values in the buoyancy term
1419    IF ( ocean )  THEN
1420       reference_state = 'single_value'
1421       use_single_reference_value = .TRUE.
1422    ENDIF
1423
1424!
1425!-- Sign of buoyancy/stability terms
1426    IF ( ocean )  atmos_ocean_sign = -1.0_wp
1427
1428!
1429!-- Ocean version must use flux boundary conditions at the top
1430    IF ( ocean .AND. .NOT. use_top_fluxes )  THEN
1431       message_string = 'use_top_fluxes must be .TRUE. in ocean mode'
1432       CALL message( 'check_parameters', 'PA0042', 1, 2, 0, 6, 0 )
1433    ENDIF
1434
1435!
1436!-- In case of a given slope, compute the relevant quantities
1437    IF ( alpha_surface /= 0.0_wp )  THEN
1438       IF ( ABS( alpha_surface ) > 90.0_wp )  THEN
1439          WRITE( message_string, * ) 'ABS( alpha_surface = ', alpha_surface, &
1440                                     ' ) must be < 90.0'
1441          CALL message( 'check_parameters', 'PA0043', 1, 2, 0, 6, 0 )
1442       ENDIF
1443       sloping_surface = .TRUE.
1444       cos_alpha_surface = COS( alpha_surface / 180.0_wp * pi )
1445       sin_alpha_surface = SIN( alpha_surface / 180.0_wp * pi )
1446    ENDIF
1447
1448!
1449!-- Check time step and cfl_factor
1450    IF ( dt /= -1.0_wp )  THEN
1451       IF ( dt <= 0.0_wp  .AND.  dt /= -1.0_wp )  THEN
1452          WRITE( message_string, * ) 'dt = ', dt , ' <= 0.0'
1453          CALL message( 'check_parameters', 'PA0044', 1, 2, 0, 6, 0 )
1454       ENDIF
1455       dt_3d = dt
1456       dt_fixed = .TRUE.
1457    ENDIF
1458
1459    IF ( cfl_factor <= 0.0_wp  .OR.  cfl_factor > 1.0_wp )  THEN
1460       IF ( cfl_factor == -1.0_wp )  THEN
1461          IF ( timestep_scheme == 'runge-kutta-2' )  THEN
1462             cfl_factor = 0.8_wp
1463          ELSEIF ( timestep_scheme == 'runge-kutta-3' )  THEN
1464             cfl_factor = 0.9_wp
1465          ELSE
1466             cfl_factor = 0.9_wp
1467          ENDIF
1468       ELSE
1469          WRITE( message_string, * ) 'cfl_factor = ', cfl_factor, &
1470                 ' out of range & 0.0 < cfl_factor <= 1.0 is required'
1471          CALL message( 'check_parameters', 'PA0045', 1, 2, 0, 6, 0 )
1472       ENDIF
1473    ENDIF
1474
1475!
1476!-- Store simulated time at begin
1477    simulated_time_at_begin = simulated_time
1478
1479!
1480!-- Store reference time for coupled runs and change the coupling flag,
1481!-- if ...
1482    IF ( simulated_time == 0.0_wp )  THEN
1483       IF ( coupling_start_time == 0.0_wp )  THEN
1484          time_since_reference_point = 0.0_wp
1485       ELSEIF ( time_since_reference_point < 0.0_wp )  THEN
1486          run_coupled = .FALSE.
1487       ENDIF
1488    ENDIF
1489
1490!
1491!-- Set wind speed in the Galilei-transformed system
1492    IF ( galilei_transformation )  THEN
1493       IF ( use_ug_for_galilei_tr .AND.                     &
1494            ug_vertical_gradient_level(1) == 0.0_wp  .AND.  &
1495            ug_vertical_gradient(1) == 0.0_wp  .AND.        & 
1496            vg_vertical_gradient_level(1) == 0.0_wp  .AND.  &
1497            vg_vertical_gradient(1) == 0.0_wp )  THEN
1498          u_gtrans = ug_surface * 0.6_wp
1499          v_gtrans = vg_surface * 0.6_wp
1500       ELSEIF ( use_ug_for_galilei_tr  .AND.                     &
1501                ( ug_vertical_gradient_level(1) /= 0.0_wp  .OR.  &
1502                ug_vertical_gradient(1) /= 0.0_wp ) )  THEN
1503          message_string = 'baroclinity (ug) not allowed simultaneously' // &
1504                           ' with galilei transformation'
1505          CALL message( 'check_parameters', 'PA0046', 1, 2, 0, 6, 0 )
1506       ELSEIF ( use_ug_for_galilei_tr  .AND.                     &
1507                ( vg_vertical_gradient_level(1) /= 0.0_wp  .OR.  &
1508                vg_vertical_gradient(1) /= 0.0_wp ) )  THEN
1509          message_string = 'baroclinity (vg) not allowed simultaneously' // &
1510                           ' with galilei transformation'
1511          CALL message( 'check_parameters', 'PA0047', 1, 2, 0, 6, 0 )
1512       ELSE
1513          message_string = 'variable translation speed used for galilei-' // &
1514             'transformation, which may cause & instabilities in stably ' // &
1515             'stratified regions'
1516          CALL message( 'check_parameters', 'PA0048', 0, 1, 0, 6, 0 )
1517       ENDIF
1518    ENDIF
1519
1520!
1521!-- In case of using a prandtl-layer, calculated (or prescribed) surface
1522!-- fluxes have to be used in the diffusion-terms
1523    IF ( prandtl_layer )  use_surface_fluxes = .TRUE.
1524
1525!
1526!-- Check boundary conditions and set internal variables:
1527!-- Lateral boundary conditions
1528    IF ( bc_lr /= 'cyclic'  .AND.  bc_lr /= 'dirichlet/radiation'  .AND. &
1529         bc_lr /= 'radiation/dirichlet' )  THEN
1530       message_string = 'unknown boundary condition: bc_lr = "' // &
1531                        TRIM( bc_lr ) // '"'
1532       CALL message( 'check_parameters', 'PA0049', 1, 2, 0, 6, 0 )
1533    ENDIF
1534    IF ( bc_ns /= 'cyclic'  .AND.  bc_ns /= 'dirichlet/radiation'  .AND. &
1535         bc_ns /= 'radiation/dirichlet' )  THEN
1536       message_string = 'unknown boundary condition: bc_ns = "' // &
1537                        TRIM( bc_ns ) // '"'
1538       CALL message( 'check_parameters', 'PA0050', 1, 2, 0, 6, 0 )
1539    ENDIF
1540
1541!
1542!-- Internal variables used for speed optimization in if clauses
1543    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )               bc_lr_cyc    = .FALSE.
1544    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  bc_lr_dirrad = .TRUE.
1545    IF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  bc_lr_raddir = .TRUE.
1546    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )               bc_ns_cyc    = .FALSE.
1547    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  bc_ns_dirrad = .TRUE.
1548    IF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  bc_ns_raddir = .TRUE.
1549
1550!
1551!-- Non-cyclic lateral boundaries require the multigrid method and Piascek-
1552!-- Willimas or Wicker - Skamarock advection scheme. Several schemes
1553!-- and tools do not work with non-cyclic boundary conditions.
1554    IF ( bc_lr /= 'cyclic'  .OR.  bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
1555       IF ( psolver /= 'multigrid' )  THEN
1556          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' // &
1557                           'psolver = "' // TRIM( psolver ) // '"'
1558          CALL message( 'check_parameters', 'PA0051', 1, 2, 0, 6, 0 )
1559       ENDIF
1560       IF ( momentum_advec /= 'pw-scheme' .AND. &
1561            momentum_advec /= 'ws-scheme')  THEN
1562          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' // &
1563                           'momentum_advec = "' // TRIM( momentum_advec ) // '"'
1564          CALL message( 'check_parameters', 'PA0052', 1, 2, 0, 6, 0 )
1565       ENDIF
1566       IF ( scalar_advec /= 'pw-scheme' .AND. &
1567            scalar_advec /= 'ws-scheme' )  THEN
1568          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' // &
1569                           'scalar_advec = "' // TRIM( scalar_advec ) // '"'
1570          CALL message( 'check_parameters', 'PA0053', 1, 2, 0, 6, 0 )
1571       ENDIF
1572       IF ( galilei_transformation )  THEN
1573          message_string = 'non-cyclic lateral boundaries do not allow ' // &
1574                           'galilei_transformation = .T.'
1575          CALL message( 'check_parameters', 'PA0054', 1, 2, 0, 6, 0 )
1576       ENDIF
1577    ENDIF
1578
1579!
1580!-- Bottom boundary condition for the turbulent Kinetic energy
1581    IF ( bc_e_b == 'neumann' )  THEN
1582       ibc_e_b = 1
1583    ELSEIF ( bc_e_b == '(u*)**2+neumann' )  THEN
1584       ibc_e_b = 2
1585       IF ( .NOT. prandtl_layer )  THEN
1586          bc_e_b = 'neumann'
1587          ibc_e_b = 1
1588          message_string = 'boundary condition bc_e_b changed to "' // &
1589                           TRIM( bc_e_b ) // '"'
1590          CALL message( 'check_parameters', 'PA0057', 0, 1, 0, 6, 0 )
1591       ENDIF
1592    ELSE
1593       message_string = 'unknown boundary condition: bc_e_b = "' // &
1594                        TRIM( bc_e_b ) // '"'
1595       CALL message( 'check_parameters', 'PA0058', 1, 2, 0, 6, 0 )
1596    ENDIF
1597
1598!
1599!-- Boundary conditions for perturbation pressure
1600    IF ( bc_p_b == 'dirichlet' )  THEN
1601       ibc_p_b = 0
1602    ELSEIF ( bc_p_b == 'neumann' )  THEN
1603       ibc_p_b = 1
1604    ELSE
1605       message_string = 'unknown boundary condition: bc_p_b = "' // &
1606                        TRIM( bc_p_b ) // '"'
1607       CALL message( 'check_parameters', 'PA0059', 1, 2, 0, 6, 0 )
1608    ENDIF
1609
1610    IF ( bc_p_t == 'dirichlet' )  THEN
1611       ibc_p_t = 0
1612    ELSEIF ( bc_p_t == 'neumann' )  THEN
1613       ibc_p_t = 1
1614    ELSE
1615       message_string = 'unknown boundary condition: bc_p_t = "' // &
1616                        TRIM( bc_p_t ) // '"'
1617       CALL message( 'check_parameters', 'PA0061', 1, 2, 0, 6, 0 )
1618    ENDIF
1619
1620!
1621!-- Boundary conditions for potential temperature
1622    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
1623       ibc_pt_b = 2
1624    ELSE
1625       IF ( bc_pt_b == 'dirichlet' )  THEN
1626          ibc_pt_b = 0
1627       ELSEIF ( bc_pt_b == 'neumann' )  THEN
1628          ibc_pt_b = 1
1629       ELSE
1630          message_string = 'unknown boundary condition: bc_pt_b = "' // &
1631                           TRIM( bc_pt_b ) // '"'
1632          CALL message( 'check_parameters', 'PA0062', 1, 2, 0, 6, 0 )
1633       ENDIF
1634    ENDIF
1635
1636    IF ( bc_pt_t == 'dirichlet' )  THEN
1637       ibc_pt_t = 0
1638    ELSEIF ( bc_pt_t == 'neumann' )  THEN
1639       ibc_pt_t = 1
1640    ELSEIF ( bc_pt_t == 'initial_gradient' )  THEN
1641       ibc_pt_t = 2
1642    ELSE
1643       message_string = 'unknown boundary condition: bc_pt_t = "' // &
1644                        TRIM( bc_pt_t ) // '"'
1645       CALL message( 'check_parameters', 'PA0063', 1, 2, 0, 6, 0 )
1646    ENDIF
1647
1648    IF ( surface_heatflux == 9999999.9_wp  )  THEN
1649       constant_heatflux = .FALSE.
1650       IF ( large_scale_forcing  .OR.  land_surface )  THEN
1651          IF ( ibc_pt_b == 0 )  THEN
1652             constant_heatflux = .FALSE.
1653          ELSEIF ( ibc_pt_b == 1 )  THEN
1654             constant_heatflux = .TRUE.
1655             IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' .AND.    &
1656                  .NOT. land_surface )  THEN
1657                surface_heatflux = shf_surf(1)
1658             ELSE
1659                surface_heatflux = 0.0_wp
1660             ENDIF
1661          ENDIF
1662       ENDIF
1663    ELSE
1664        constant_heatflux = .TRUE.
1665        IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' .AND.         &
1666             .NOT. land_surface )  THEN
1667           surface_heatflux = shf_surf(1)
1668        ENDIF
1669    ENDIF
1670
1671    IF ( top_heatflux     == 9999999.9_wp )  constant_top_heatflux = .FALSE.
1672
1673    IF ( neutral )  THEN
1674
1675       IF ( surface_heatflux /= 0.0_wp  .AND. surface_heatflux /= 9999999.9_wp ) &
1676       THEN
1677          message_string = 'heatflux must not be set for pure neutral flow'
1678          CALL message( 'check_parameters', 'PA0351', 1, 2, 0, 6, 0 )
1679       ENDIF
1680
1681       IF ( top_heatflux /= 0.0_wp  .AND.  top_heatflux /= 9999999.9_wp ) &
1682       THEN
1683          message_string = 'heatflux must not be set for pure neutral flow'
1684          CALL message( 'check_parameters', 'PA0351', 1, 2, 0, 6, 0 )
1685       ENDIF
1686
1687    ENDIF
1688
1689    IF ( top_momentumflux_u /= 9999999.9_wp  .AND.  &
1690         top_momentumflux_v /= 9999999.9_wp )  THEN
1691       constant_top_momentumflux = .TRUE.
1692    ELSEIF (  .NOT. ( top_momentumflux_u == 9999999.9_wp  .AND.  &
1693           top_momentumflux_v == 9999999.9_wp ) )  THEN
1694       message_string = 'both, top_momentumflux_u AND top_momentumflux_v ' // &
1695                        'must be set'
1696       CALL message( 'check_parameters', 'PA0064', 1, 2, 0, 6, 0 )
1697    ENDIF
1698
1699!
1700!-- A given surface temperature implies Dirichlet boundary condition for
1701!-- temperature. In this case specification of a constant heat flux is
1702!-- forbidden.
1703    IF ( ibc_pt_b == 0  .AND.   constant_heatflux  .AND. &
1704         surface_heatflux /= 0.0_wp )  THEN
1705       message_string = 'boundary_condition: bc_pt_b = "' // TRIM( bc_pt_b ) //&
1706                        '& is not allowed with constant_heatflux = .TRUE.'
1707       CALL message( 'check_parameters', 'PA0065', 1, 2, 0, 6, 0 )
1708    ENDIF
1709    IF ( constant_heatflux  .AND.  pt_surface_initial_change /= 0.0_wp )  THEN
1710       WRITE ( message_string, * )  'constant_heatflux = .TRUE. is not allo', &
1711               'wed with pt_surface_initial_change (/=0) = ', &
1712               pt_surface_initial_change
1713       CALL message( 'check_parameters', 'PA0066', 1, 2, 0, 6, 0 )
1714    ENDIF
1715
1716!
1717!-- A given temperature at the top implies Dirichlet boundary condition for
1718!-- temperature. In this case specification of a constant heat flux is
1719!-- forbidden.
1720    IF ( ibc_pt_t == 0  .AND.   constant_top_heatflux  .AND. &
1721         top_heatflux /= 0.0_wp )  THEN
1722       message_string = 'boundary_condition: bc_pt_t = "' // TRIM( bc_pt_t ) //&
1723                        '" is not allowed with constant_top_heatflux = .TRUE.'
1724       CALL message( 'check_parameters', 'PA0067', 1, 2, 0, 6, 0 )
1725    ENDIF
1726
1727!
1728!-- Boundary conditions for salinity
1729    IF ( ocean )  THEN
1730       IF ( bc_sa_t == 'dirichlet' )  THEN
1731          ibc_sa_t = 0
1732       ELSEIF ( bc_sa_t == 'neumann' )  THEN
1733          ibc_sa_t = 1
1734       ELSE
1735          message_string = 'unknown boundary condition: bc_sa_t = "' // &
1736                           TRIM( bc_sa_t ) // '"'
1737          CALL message( 'check_parameters', 'PA0068', 1, 2, 0, 6, 0 )
1738       ENDIF
1739
1740       IF ( top_salinityflux == 9999999.9_wp )  constant_top_salinityflux = .FALSE.
1741       IF ( ibc_sa_t == 1  .AND.   top_salinityflux == 9999999.9_wp )  THEN
1742          message_string = 'boundary condition: bc_sa_t = "' // &
1743                           TRIM( bc_sa_t ) // '" requires to set ' // &
1744                           'top_salinityflux'
1745          CALL message( 'check_parameters', 'PA0069', 1, 2, 0, 6, 0 )
1746       ENDIF
1747
1748!
1749!--    A fixed salinity at the top implies Dirichlet boundary condition for
1750!--    salinity. In this case specification of a constant salinity flux is
1751!--    forbidden.
1752       IF ( ibc_sa_t == 0  .AND.   constant_top_salinityflux  .AND. &
1753            top_salinityflux /= 0.0_wp )  THEN
1754          message_string = 'boundary condition: bc_sa_t = "' // &
1755                           TRIM( bc_sa_t ) // '" is not allowed with ' // &
1756                           'constant_top_salinityflux = .TRUE.'
1757          CALL message( 'check_parameters', 'PA0070', 1, 2, 0, 6, 0 )
1758       ENDIF
1759
1760    ENDIF
1761
1762!
1763!-- In case of humidity or passive scalar, set boundary conditions for total
1764!-- water content / scalar
1765    IF ( humidity  .OR.  passive_scalar ) THEN
1766       IF ( humidity )  THEN
1767          sq = 'q'
1768       ELSE
1769          sq = 's'
1770       ENDIF
1771       IF ( bc_q_b == 'dirichlet' )  THEN
1772          ibc_q_b = 0
1773       ELSEIF ( bc_q_b == 'neumann' )  THEN
1774          ibc_q_b = 1
1775       ELSE
1776          message_string = 'unknown boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) // &
1777                           '_b ="' // TRIM( bc_q_b ) // '"'
1778          CALL message( 'check_parameters', 'PA0071', 1, 2, 0, 6, 0 )
1779       ENDIF
1780       IF ( bc_q_t == 'dirichlet' )  THEN
1781          ibc_q_t = 0
1782       ELSEIF ( bc_q_t == 'neumann' )  THEN
1783          ibc_q_t = 1
1784       ELSE
1785          message_string = 'unknown boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) // &
1786                           '_t ="' // TRIM( bc_q_t ) // '"'
1787          CALL message( 'check_parameters', 'PA0072', 1, 2, 0, 6, 0 )
1788       ENDIF
1789
1790       IF ( surface_waterflux == 9999999.9_wp  )  THEN
1791          constant_waterflux = .FALSE.
1792          IF ( large_scale_forcing )  THEN
1793             IF ( ibc_q_b == 0 )  THEN
1794                constant_waterflux = .FALSE.
1795             ELSEIF ( ibc_q_b == 1 )  THEN
1796                constant_waterflux = .TRUE.
1797                IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' )  THEN
1798                   surface_waterflux = qsws_surf(1)
1799                ENDIF
1800             ENDIF
1801          ENDIF
1802       ELSE
1803          constant_waterflux = .TRUE.
1804          IF ( TRIM( initializing_actions ) /= 'read_restart_data' .AND. &
1805                 large_scale_forcing ) THEN
1806             surface_waterflux = qsws_surf(1)
1807          ENDIF
1808       ENDIF
1809
1810!
1811!--    A given surface humidity implies Dirichlet boundary condition for
1812!--    humidity. In this case specification of a constant water flux is
1813!--    forbidden.
1814       IF ( ibc_q_b == 0  .AND.  constant_waterflux )  THEN
1815          message_string = 'boundary condition: bc_' // TRIM( sq ) // '_b ' // &
1816                           '= "' // TRIM( bc_q_b ) // '" is not allowed wi' // &
1817                           'th prescribed surface flux'
1818          CALL message( 'check_parameters', 'PA0073', 1, 2, 0, 6, 0 )
1819       ENDIF
1820       IF ( constant_waterflux  .AND.  q_surface_initial_change /= 0.0_wp )  THEN
1821          WRITE( message_string, * )  'a prescribed surface flux is not allo', &
1822                 'wed with ', sq, '_surface_initial_change (/=0) = ', &
1823                 q_surface_initial_change
1824          CALL message( 'check_parameters', 'PA0074', 1, 2, 0, 6, 0 )
1825       ENDIF
1826
1827    ENDIF
1828!
1829!-- Boundary conditions for horizontal components of wind speed
1830    IF ( bc_uv_b == 'dirichlet' )  THEN
1831       ibc_uv_b = 0
1832    ELSEIF ( bc_uv_b == 'neumann' )  THEN
1833       ibc_uv_b = 1
1834       IF ( prandtl_layer )  THEN
1835          message_string = 'boundary condition: bc_uv_b = "' // &
1836               TRIM( bc_uv_b ) // '" is not allowed with prandtl_layer = .TRUE.'
1837          CALL message( 'check_parameters', 'PA0075', 1, 2, 0, 6, 0 )
1838       ENDIF
1839    ELSE
1840       message_string = 'unknown boundary condition: bc_uv_b = "' // &
1841                        TRIM( bc_uv_b ) // '"'
1842       CALL message( 'check_parameters', 'PA0076', 1, 2, 0, 6, 0 )
1843    ENDIF
1844!
1845!-- In case of coupled simulations u and v at the ground in atmosphere will be
1846!-- assigned with the u and v values of the ocean surface
1847    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
1848       ibc_uv_b = 2
1849    ENDIF
1850
1851    IF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
1852       bc_uv_t = 'neumann'
1853       ibc_uv_t = 1
1854    ELSE
1855       IF ( bc_uv_t == 'dirichlet' .OR. bc_uv_t == 'dirichlet_0' )  THEN
1856          ibc_uv_t = 0
1857          IF ( bc_uv_t == 'dirichlet_0' )  THEN
1858!
1859!--          Velocities for the initial u,v-profiles are set zero at the top
1860!--          in case of dirichlet_0 conditions
1861             u_init(nzt+1)    = 0.0_wp
1862             v_init(nzt+1)    = 0.0_wp
1863          ENDIF
1864       ELSEIF ( bc_uv_t == 'neumann' )  THEN
1865          ibc_uv_t = 1
1866       ELSE
1867          message_string = 'unknown boundary condition: bc_uv_t = "' // &
1868                           TRIM( bc_uv_t ) // '"'
1869          CALL message( 'check_parameters', 'PA0077', 1, 2, 0, 6, 0 )
1870       ENDIF
1871    ENDIF
1872
1873!
1874!-- Compute and check, respectively, the Rayleigh Damping parameter
1875    IF ( rayleigh_damping_factor == -1.0_wp )  THEN
1876       rayleigh_damping_factor = 0.0_wp
1877    ELSE
1878       IF ( rayleigh_damping_factor < 0.0_wp .OR. rayleigh_damping_factor > 1.0_wp ) &
1879       THEN
1880          WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_factor = ', &
1881                              rayleigh_damping_factor, ' out of range [0.0,1.0]'
1882          CALL message( 'check_parameters', 'PA0078', 1, 2, 0, 6, 0 )
1883       ENDIF
1884    ENDIF
1885
1886    IF ( rayleigh_damping_height == -1.0_wp )  THEN
1887       IF ( .NOT. ocean )  THEN
1888          rayleigh_damping_height = 0.66666666666_wp * zu(nzt)
1889       ELSE
1890          rayleigh_damping_height = 0.66666666666_wp * zu(nzb)
1891       ENDIF
1892    ELSE
1893       IF ( .NOT. ocean )  THEN
1894          IF ( rayleigh_damping_height < 0.0_wp  .OR. &
1895               rayleigh_damping_height > zu(nzt) )  THEN
1896             WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_height = ', &
1897                   rayleigh_damping_height, ' out of range [0.0,', zu(nzt), ']'
1898             CALL message( 'check_parameters', 'PA0079', 1, 2, 0, 6, 0 )
1899          ENDIF
1900       ELSE
1901          IF ( rayleigh_damping_height > 0.0_wp  .OR. &
1902               rayleigh_damping_height < zu(nzb) )  THEN
1903             WRITE( message_string, * )  'rayleigh_damping_height = ', &
1904                   rayleigh_damping_height, ' out of range [0.0,', zu(nzb), ']'
1905             CALL message( 'check_parameters', 'PA0079', 1, 2, 0, 6, 0 )
1906          ENDIF
1907       ENDIF
1908    ENDIF
1909
1910!
1911!-- Check number of chosen statistic regions. More than 10 regions are not
1912!-- allowed, because so far no more than 10 corresponding output files can
1913!-- be opened (cf. check_open)
1914    IF ( statistic_regions > 9  .OR.  statistic_regions < 0 )  THEN
1915       WRITE ( message_string, * ) 'number of statistic_regions = ', &
1916                   statistic_regions+1, ' but only 10 regions are allowed'
1917       CALL message( 'check_parameters', 'PA0082', 1, 2, 0, 6, 0 )
1918    ENDIF
1919    IF ( normalizing_region > statistic_regions  .OR. &
1920         normalizing_region < 0)  THEN
1921       WRITE ( message_string, * ) 'normalizing_region = ', &
1922                normalizing_region, ' must be >= 0 and <= ',statistic_regions, &
1923                ' (value of statistic_regions)'
1924       CALL message( 'check_parameters', 'PA0083', 1, 2, 0, 6, 0 )
1925    ENDIF
1926
1927!
1928!-- Set the default intervals for data output, if necessary
1929!-- NOTE: dt_dosp has already been set in package_parin
1930    IF ( dt_data_output /= 9999999.9_wp )  THEN
1931       IF ( dt_dopr           == 9999999.9_wp )  dt_dopr           = dt_data_output
1932       IF ( dt_dopts          == 9999999.9_wp )  dt_dopts          = dt_data_output
1933       IF ( dt_do2d_xy        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_xy        = dt_data_output
1934       IF ( dt_do2d_xz        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_xz        = dt_data_output
1935       IF ( dt_do2d_yz        == 9999999.9_wp )  dt_do2d_yz        = dt_data_output
1936       IF ( dt_do3d           == 9999999.9_wp )  dt_do3d           = dt_data_output
1937       IF ( dt_data_output_av == 9999999.9_wp )  dt_data_output_av = dt_data_output
1938       DO  mid = 1, max_masks
1939          IF ( dt_domask(mid) == 9999999.9_wp )  dt_domask(mid)    = dt_data_output
1940       ENDDO
1941    ENDIF
1942
1943!
1944!-- Set the default skip time intervals for data output, if necessary
1945    IF ( skip_time_dopr    == 9999999.9_wp ) &
1946                                       skip_time_dopr    = skip_time_data_output
1947    IF ( skip_time_dosp    == 9999999.9_wp ) &
1948                                       skip_time_dosp    = skip_time_data_output
1949    IF ( skip_time_do2d_xy == 9999999.9_wp ) &
1950                                       skip_time_do2d_xy = skip_time_data_output
1951    IF ( skip_time_do2d_xz == 9999999.9_wp ) &
1952                                       skip_time_do2d_xz = skip_time_data_output
1953    IF ( skip_time_do2d_yz == 9999999.9_wp ) &
1954                                       skip_time_do2d_yz = skip_time_data_output
1955    IF ( skip_time_do3d    == 9999999.9_wp ) &
1956                                       skip_time_do3d    = skip_time_data_output
1957    IF ( skip_time_data_output_av == 9999999.9_wp ) &
1958                                skip_time_data_output_av = skip_time_data_output
1959    DO  mid = 1, max_masks
1960       IF ( skip_time_domask(mid) == 9999999.9_wp ) &
1961                                skip_time_domask(mid)    = skip_time_data_output
1962    ENDDO
1963
1964!
1965!-- Check the average intervals (first for 3d-data, then for profiles and
1966!-- spectra)
1967    IF ( averaging_interval > dt_data_output_av )  THEN
1968       WRITE( message_string, * )  'averaging_interval = ', &
1969             averaging_interval, ' must be <= dt_data_output = ', dt_data_output
1970       CALL message( 'check_parameters', 'PA0085', 1, 2, 0, 6, 0 )
1971    ENDIF
1972
1973    IF ( averaging_interval_pr == 9999999.9_wp )  THEN
1974       averaging_interval_pr = averaging_interval
1975    ENDIF
1976
1977    IF ( averaging_interval_pr > dt_dopr )  THEN
1978       WRITE( message_string, * )  'averaging_interval_pr = ', &
1979             averaging_interval_pr, ' must be <= dt_dopr = ', dt_dopr
1980       CALL message( 'check_parameters', 'PA0086', 1, 2, 0, 6, 0 )
1981    ENDIF
1982
1983    IF ( averaging_interval_sp == 9999999.9_wp )  THEN
1984       averaging_interval_sp = averaging_interval
1985    ENDIF
1986
1987    IF ( averaging_interval_sp > dt_dosp )  THEN
1988       WRITE( message_string, * )  'averaging_interval_sp = ', &
1989             averaging_interval_sp, ' must be <= dt_dosp = ', dt_dosp
1990       CALL message( 'check_parameters', 'PA0087', 1, 2, 0, 6, 0 )
1991    ENDIF
1992
1993!
1994!-- Set the default interval for profiles entering the temporal average
1995    IF ( dt_averaging_input_pr == 9999999.9_wp )  THEN
1996       dt_averaging_input_pr = dt_averaging_input
1997    ENDIF
1998
1999!
2000!-- Set the default interval for the output of timeseries to a reasonable
2001!-- value (tries to minimize the number of calls of flow_statistics)
2002    IF ( dt_dots == 9999999.9_wp )  THEN
2003       IF ( averaging_interval_pr == 0.0_wp )  THEN
2004          dt_dots = MIN( dt_run_control, dt_dopr )
2005       ELSE
2006          dt_dots = MIN( dt_run_control, dt_averaging_input_pr )
2007       ENDIF
2008    ENDIF
2009
2010!
2011!-- Check the sample rate for averaging (first for 3d-data, then for profiles)
2012    IF ( dt_averaging_input > averaging_interval )  THEN
2013       WRITE( message_string, * )  'dt_averaging_input = ', &
2014                dt_averaging_input, ' must be <= averaging_interval = ', &
2015                averaging_interval
2016       CALL message( 'check_parameters', 'PA0088', 1, 2, 0, 6, 0 )
2017    ENDIF
2018
2019    IF ( dt_averaging_input_pr > averaging_interval_pr )  THEN
2020       WRITE( message_string, * )  'dt_averaging_input_pr = ', &
2021                dt_averaging_input_pr, ' must be <= averaging_interval_pr = ', &
2022                averaging_interval_pr
2023       CALL message( 'check_parameters', 'PA0089', 1, 2, 0, 6, 0 )
2024    ENDIF
2025
2026!
2027!-- Set the default value for the integration interval of precipitation amount
2028    IF ( precipitation )  THEN
2029       IF ( precipitation_amount_interval == 9999999.9_wp )  THEN
2030          precipitation_amount_interval = dt_do2d_xy
2031       ELSE
2032          IF ( precipitation_amount_interval > dt_do2d_xy )  THEN
2033             WRITE( message_string, * )  'precipitation_amount_interval = ', &
2034                 precipitation_amount_interval, ' must not be larger than ', &
2035                 'dt_do2d_xy = ', dt_do2d_xy
2036             CALL message( 'check_parameters', 'PA0090', 1, 2, 0, 6, 0 )
2037          ENDIF
2038       ENDIF
2039    ENDIF
2040
2041!
2042!-- Determine the number of output profiles and check whether they are
2043!-- permissible
2044    DO  WHILE ( data_output_pr(dopr_n+1) /= '          ' )
2045
2046       dopr_n = dopr_n + 1
2047       i = dopr_n
2048
2049!
2050!--    Determine internal profile number (for hom, homs)
2051!--    and store height levels
2052       SELECT CASE ( TRIM( data_output_pr(i) ) )
2053
2054          CASE ( 'u', '#u' )
2055             dopr_index(i) = 1
2056             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2057             hom(:,2,1,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2058             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2059                dopr_initial_index(i) = 5
2060                hom(:,2,5,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2061                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2062             ENDIF
2063
2064          CASE ( 'v', '#v' )
2065             dopr_index(i) = 2
2066             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2067             hom(:,2,2,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2068             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2069                dopr_initial_index(i) = 6
2070                hom(:,2,6,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2071                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2072             ENDIF
2073
2074          CASE ( 'w' )
2075             dopr_index(i) = 3
2076             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2077             hom(:,2,3,:)  = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2078
2079          CASE ( 'pt', '#pt' )
2080             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
2081                dopr_index(i) = 4
2082                dopr_unit(i)  = 'K'
2083                hom(:,2,4,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2084                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2085                   dopr_initial_index(i) = 7
2086                   hom(:,2,7,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2087                   hom(nzb,2,7,:)        = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2088                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2089                ENDIF
2090             ELSE
2091                dopr_index(i) = 43
2092                dopr_unit(i)  = 'K'
2093                hom(:,2,43,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2094                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2095                   dopr_initial_index(i) = 28
2096                   hom(:,2,28,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2097                   hom(nzb,2,28,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2098                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2099                ENDIF
2100             ENDIF
2101
2102          CASE ( 'e' )
2103             dopr_index(i)  = 8
2104             dopr_unit(i)   = 'm2/s2'
2105             hom(:,2,8,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2106             hom(nzb,2,8,:) = 0.0_wp
2107
2108          CASE ( 'km', '#km' )
2109             dopr_index(i)  = 9
2110             dopr_unit(i)   = 'm2/s'
2111             hom(:,2,9,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2112             hom(nzb,2,9,:) = 0.0_wp
2113             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2114                dopr_initial_index(i) = 23
2115                hom(:,2,23,:)         = hom(:,2,9,:)
2116                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2117             ENDIF
2118
2119          CASE ( 'kh', '#kh' )
2120             dopr_index(i)   = 10
2121             dopr_unit(i)    = 'm2/s'
2122             hom(:,2,10,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2123             hom(nzb,2,10,:) = 0.0_wp
2124             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2125                dopr_initial_index(i) = 24
2126                hom(:,2,24,:)         = hom(:,2,10,:)
2127                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2128             ENDIF
2129
2130          CASE ( 'l', '#l' )
2131             dopr_index(i)   = 11
2132             dopr_unit(i)    = 'm'
2133             hom(:,2,11,:)   = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2134             hom(nzb,2,11,:) = 0.0_wp
2135             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2136                dopr_initial_index(i) = 25
2137                hom(:,2,25,:)         = hom(:,2,11,:)
2138                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2139             ENDIF
2140
2141          CASE ( 'w"u"' )
2142             dopr_index(i) = 12
2143             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2144             hom(:,2,12,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2145             IF ( prandtl_layer )  hom(nzb,2,12,:) = zu(1)
2146
2147          CASE ( 'w*u*' )
2148             dopr_index(i) = 13
2149             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2150             hom(:,2,13,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2151
2152          CASE ( 'w"v"' )
2153             dopr_index(i) = 14
2154             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2155             hom(:,2,14,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2156             IF ( prandtl_layer )  hom(nzb,2,14,:) = zu(1)
2157
2158          CASE ( 'w*v*' )
2159             dopr_index(i) = 15
2160             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2161             hom(:,2,15,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2162
2163          CASE ( 'w"pt"' )
2164             dopr_index(i) = 16
2165             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2166             hom(:,2,16,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2167
2168          CASE ( 'w*pt*' )
2169             dopr_index(i) = 17
2170             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2171             hom(:,2,17,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2172
2173          CASE ( 'wpt' )
2174             dopr_index(i) = 18
2175             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2176             hom(:,2,18,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2177
2178          CASE ( 'wu' )
2179             dopr_index(i) = 19
2180             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2181             hom(:,2,19,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2182             IF ( prandtl_layer )  hom(nzb,2,19,:) = zu(1)
2183
2184          CASE ( 'wv' )
2185             dopr_index(i) = 20
2186             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2187             hom(:,2,20,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2188             IF ( prandtl_layer )  hom(nzb,2,20,:) = zu(1)
2189
2190          CASE ( 'w*pt*BC' )
2191             dopr_index(i) = 21
2192             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2193             hom(:,2,21,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2194
2195          CASE ( 'wptBC' )
2196             dopr_index(i) = 22
2197             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2198             hom(:,2,22,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2199
2200          CASE ( 'sa', '#sa' )
2201             IF ( .NOT. ocean )  THEN
2202                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2203                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2204                                 'lemented for ocean = .FALSE.'
2205                CALL message( 'check_parameters', 'PA0091', 1, 2, 0, 6, 0 )
2206             ELSE
2207                dopr_index(i) = 23
2208                dopr_unit(i)  = 'psu'
2209                hom(:,2,23,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2210                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2211                   dopr_initial_index(i) = 26
2212                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2213                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2214                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2215                ENDIF
2216             ENDIF
2217
2218          CASE ( 'u*2' )
2219             dopr_index(i) = 30
2220             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2221             hom(:,2,30,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2222
2223          CASE ( 'v*2' )
2224             dopr_index(i) = 31
2225             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2226             hom(:,2,31,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2227
2228          CASE ( 'w*2' )
2229             dopr_index(i) = 32
2230             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2231             hom(:,2,32,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2232
2233          CASE ( 'pt*2' )
2234             dopr_index(i) = 33
2235             dopr_unit(i)  = 'K2'
2236             hom(:,2,33,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2237
2238          CASE ( 'e*' )
2239             dopr_index(i) = 34
2240             dopr_unit(i)  = 'm2/s2'
2241             hom(:,2,34,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2242
2243          CASE ( 'w*2pt*' )
2244             dopr_index(i) = 35
2245             dopr_unit(i)  = 'K m2/s2'
2246             hom(:,2,35,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2247
2248          CASE ( 'w*pt*2' )
2249             dopr_index(i) = 36
2250             dopr_unit(i)  = 'K2 m/s'
2251             hom(:,2,36,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2252
2253          CASE ( 'w*e*' )
2254             dopr_index(i) = 37
2255             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2256             hom(:,2,37,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2257
2258          CASE ( 'w*3' )
2259             dopr_index(i) = 38
2260             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2261             hom(:,2,38,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2262
2263          CASE ( 'Sw' )
2264             dopr_index(i) = 39
2265             dopr_unit(i)  = 'none'
2266             hom(:,2,39,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2267
2268          CASE ( 'p' )
2269             dopr_index(i) = 40
2270             dopr_unit(i)  = 'Pa'
2271             hom(:,2,40,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2272
2273          CASE ( 'q', '#q' )
2274             IF ( .NOT. humidity )  THEN
2275                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2276                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2277                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
2278                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
2279             ELSE
2280                dopr_index(i) = 41
2281                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2282                hom(:,2,41,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2283                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2284                   dopr_initial_index(i) = 26
2285                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2286                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2287                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2288                ENDIF
2289             ENDIF
2290
2291          CASE ( 's', '#s' )
2292             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
2293                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2294                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2295                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2296                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2297             ELSE
2298                dopr_index(i) = 41
2299                dopr_unit(i)  = 'kg/m3'
2300                hom(:,2,41,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2301                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2302                   dopr_initial_index(i) = 26
2303                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2304                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2305                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2306                ENDIF
2307             ENDIF
2308
2309          CASE ( 'qv', '#qv' )
2310             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
2311                dopr_index(i) = 41
2312                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2313                hom(:,2,41,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2314                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2315                   dopr_initial_index(i) = 26
2316                   hom(:,2,26,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2317                   hom(nzb,2,26,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2318                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2319                ENDIF
2320             ELSE
2321                dopr_index(i) = 42
2322                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2323                hom(:,2,42,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2324                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2325                   dopr_initial_index(i) = 27
2326                   hom(:,2,27,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2327                   hom(nzb,2,27,:)       = 0.0_wp   ! because zu(nzb) is negative
2328                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2329                ENDIF
2330             ENDIF
2331
2332          CASE ( 'lpt', '#lpt' )
2333             IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
2334                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2335                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2336                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE.'
2337                CALL message( 'check_parameters', 'PA0094', 1, 2, 0, 6, 0 )
2338             ELSE
2339                dopr_index(i) = 4
2340                dopr_unit(i)  = 'K'
2341                hom(:,2,4,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2342                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2343                   dopr_initial_index(i) = 7
2344                   hom(:,2,7,:)          = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2345                   hom(nzb,2,7,:)        = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2346                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2347                ENDIF
2348             ENDIF
2349
2350          CASE ( 'vpt', '#vpt' )
2351             dopr_index(i) = 44
2352             dopr_unit(i)  = 'K'
2353             hom(:,2,44,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2354             IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2355                dopr_initial_index(i) = 29
2356                hom(:,2,29,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2357                hom(nzb,2,29,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2358                data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2359             ENDIF
2360
2361          CASE ( 'w"vpt"' )
2362             dopr_index(i) = 45
2363             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2364             hom(:,2,45,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2365
2366          CASE ( 'w*vpt*' )
2367             dopr_index(i) = 46
2368             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2369             hom(:,2,46,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2370
2371          CASE ( 'wvpt' )
2372             dopr_index(i) = 47
2373             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2374             hom(:,2,47,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2375
2376          CASE ( 'w"q"' )
2377             IF ( .NOT. humidity )  THEN
2378                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2379                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2380                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
2381                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
2382             ELSE
2383                dopr_index(i) = 48
2384                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2385                hom(:,2,48,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2386             ENDIF
2387
2388          CASE ( 'w*q*' )
2389             IF ( .NOT. humidity )  THEN
2390                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2391                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2392                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
2393                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
2394             ELSE
2395                dopr_index(i) = 49
2396                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2397                hom(:,2,49,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2398             ENDIF
2399
2400          CASE ( 'wq' )
2401             IF ( .NOT. humidity )  THEN
2402                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2403                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2404                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
2405                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
2406             ELSE
2407                dopr_index(i) = 50
2408                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2409                hom(:,2,50,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2410             ENDIF
2411
2412          CASE ( 'w"s"' )
2413             IF ( .NOT. passive_scalar ) THEN
2414                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2415                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2416                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2417                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2418             ELSE
2419                dopr_index(i) = 48
2420                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2421                hom(:,2,48,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2422             ENDIF
2423
2424          CASE ( 'w*s*' )
2425             IF ( .NOT. passive_scalar ) THEN
2426                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2427                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2428                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2429                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2430             ELSE
2431                dopr_index(i) = 49
2432                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2433                hom(:,2,49,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2434             ENDIF
2435
2436          CASE ( 'ws' )
2437             IF ( .NOT. passive_scalar ) THEN
2438                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2439                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2440                                 'lemented for passive_scalar = .FALSE.'
2441                CALL message( 'check_parameters', 'PA0093', 1, 2, 0, 6, 0 )
2442             ELSE
2443                dopr_index(i) = 50
2444                dopr_unit(i)  = 'kg/m3 m/s'
2445                hom(:,2,50,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2446             ENDIF
2447
2448          CASE ( 'w"qv"' )
2449             IF ( humidity  .AND.  .NOT. cloud_physics ) &
2450             THEN
2451                dopr_index(i) = 48
2452                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2453                hom(:,2,48,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2454             ELSEIF( humidity .AND. cloud_physics ) THEN
2455                dopr_index(i) = 51
2456                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2457                hom(:,2,51,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2458             ELSE
2459                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2460                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2461                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE. an&' // &
2462                                 'd humidity = .FALSE.'
2463                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2464             ENDIF
2465
2466          CASE ( 'w*qv*' )
2467             IF ( humidity  .AND.  .NOT. cloud_physics ) &
2468             THEN
2469                dopr_index(i) = 49
2470                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2471                hom(:,2,49,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2472             ELSEIF( humidity .AND. cloud_physics ) THEN
2473                dopr_index(i) = 52
2474                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2475                hom(:,2,52,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2476             ELSE
2477                message_string = 'data_output_pr = ' // &
2478                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2479                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE. an&' // &
2480                                 'd humidity = .FALSE.'
2481                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2482             ENDIF
2483
2484          CASE ( 'wqv' )
2485             IF ( humidity  .AND.  .NOT. cloud_physics ) &
2486             THEN
2487                dopr_index(i) = 50
2488                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2489                hom(:,2,50,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2490             ELSEIF( humidity .AND. cloud_physics ) THEN
2491                dopr_index(i) = 53
2492                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2493                hom(:,2,53,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2494             ELSE
2495                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2496                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2497                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE. an&' // &
2498                                 'd humidity = .FALSE.'
2499                CALL message( 'check_parameters', 'PA0095', 1, 2, 0, 6, 0 )
2500             ENDIF
2501
2502          CASE ( 'ql' )
2503             IF ( .NOT. cloud_physics  .AND.  .NOT. cloud_droplets )  THEN
2504                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2505                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2506                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE. or'  // &
2507                                 '&cloud_droplets = .FALSE.'
2508                CALL message( 'check_parameters', 'PA0096', 1, 2, 0, 6, 0 )
2509             ELSE
2510                dopr_index(i) = 54
2511                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2512                hom(:,2,54,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2513             ENDIF
2514
2515          CASE ( 'w*u*u*:dz' )
2516             dopr_index(i) = 55
2517             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2518             hom(:,2,55,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2519
2520          CASE ( 'w*p*:dz' )
2521             dopr_index(i) = 56
2522             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2523             hom(:,2,56,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2524
2525          CASE ( 'w"e:dz' )
2526             dopr_index(i) = 57
2527             dopr_unit(i)  = 'm2/s3'
2528             hom(:,2,57,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2529
2530
2531          CASE ( 'u"pt"' )
2532             dopr_index(i) = 58
2533             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2534             hom(:,2,58,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2535
2536          CASE ( 'u*pt*' )
2537             dopr_index(i) = 59
2538             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2539             hom(:,2,59,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2540
2541          CASE ( 'upt_t' )
2542             dopr_index(i) = 60
2543             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2544             hom(:,2,60,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2545
2546          CASE ( 'v"pt"' )
2547             dopr_index(i) = 61
2548             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2549             hom(:,2,61,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2550             
2551          CASE ( 'v*pt*' )
2552             dopr_index(i) = 62
2553             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2554             hom(:,2,62,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2555
2556          CASE ( 'vpt_t' )
2557             dopr_index(i) = 63
2558             dopr_unit(i)  = 'K m/s'
2559             hom(:,2,63,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2560
2561          CASE ( 'rho' )
2562             IF ( .NOT. ocean ) THEN
2563                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2564                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2565                                 'lemented for ocean = .FALSE.'
2566                CALL message( 'check_parameters', 'PA0091', 1, 2, 0, 6, 0 )
2567             ELSE
2568                dopr_index(i) = 64
2569                dopr_unit(i)  = 'kg/m3'
2570                hom(:,2,64,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2571                IF ( data_output_pr(i)(1:1) == '#' )  THEN
2572                   dopr_initial_index(i) = 77
2573                   hom(:,2,77,:)         = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2574                   hom(nzb,2,77,:)       = 0.0_wp    ! because zu(nzb) is negative
2575                   data_output_pr(i)     = data_output_pr(i)(2:)
2576                ENDIF
2577             ENDIF
2578
2579          CASE ( 'w"sa"' )
2580             IF ( .NOT. ocean ) THEN
2581                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2582                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2583                                 'lemented for ocean = .FALSE.'
2584                CALL message( 'check_parameters', 'PA0091', 1, 2, 0, 6, 0 )
2585             ELSE
2586                dopr_index(i) = 65
2587                dopr_unit(i)  = 'psu m/s'
2588                hom(:,2,65,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2589             ENDIF
2590
2591          CASE ( 'w*sa*' )
2592             IF ( .NOT. ocean ) THEN
2593                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2594                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2595                                 'lemented for ocean = .FALSE.'
2596                CALL message( 'check_parameters', 'PA0091', 1, 2, 0, 6, 0 )
2597             ELSE
2598                dopr_index(i) = 66
2599                dopr_unit(i)  = 'psu m/s'
2600                hom(:,2,66,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2601             ENDIF
2602
2603          CASE ( 'wsa' )
2604             IF ( .NOT. ocean ) THEN
2605                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2606                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2607                                 'lemented for ocean = .FALSE.'
2608                CALL message( 'check_parameters', 'PA0091', 1, 2, 0, 6, 0 )
2609             ELSE
2610                dopr_index(i) = 67
2611                dopr_unit(i)  = 'psu m/s'
2612                hom(:,2,67,:) = SPREAD( zw, 2, statistic_regions+1 )
2613             ENDIF
2614
2615          CASE ( 'w*p*' )
2616             dopr_index(i) = 68
2617             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2618             hom(:,2,68,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2619
2620          CASE ( 'w"e' )
2621             dopr_index(i) = 69
2622             dopr_unit(i)  = 'm3/s3'
2623             hom(:,2,69,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2624
2625          CASE ( 'q*2' )
2626             IF ( .NOT. humidity )  THEN
2627                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2628                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2629                                 'lemented for humidity = .FALSE.'
2630                CALL message( 'check_parameters', 'PA0092', 1, 2, 0, 6, 0 )
2631             ELSE
2632                dopr_index(i) = 70
2633                dopr_unit(i)  = 'kg2/kg2'
2634                hom(:,2,70,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2635             ENDIF
2636
2637          CASE ( 'prho' )
2638             IF ( .NOT. ocean ) THEN
2639                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2640                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2641                                 'lemented for ocean = .FALSE.'
2642                CALL message( 'check_parameters', 'PA0091', 1, 2, 0, 6, 0 )
2643             ELSE
2644                dopr_index(i) = 71
2645                dopr_unit(i)  = 'kg/m3'
2646                hom(:,2,71,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2647             ENDIF
2648
2649          CASE ( 'hyp' )
2650             dopr_index(i) = 72
2651             dopr_unit(i)  = 'dbar'
2652             hom(:,2,72,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2653
2654          CASE ( 'nr' )
2655             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2656                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2657                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2658                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE.'
2659                CALL message( 'check_parameters', 'PA0094', 1, 2, 0, 6, 0 )
2660             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 )  THEN
2661                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2662                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2663                                 'lemented for cloud_scheme /= seifert_beheng'
2664                CALL message( 'check_parameters', 'PA0358', 1, 2, 0, 6, 0 )
2665             ELSEIF ( .NOT. precipitation )  THEN
2666                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2667                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2668                                 'lemented for precipitation = .FALSE.'
2669                CALL message( 'check_parameters', 'PA0361', 1, 2, 0, 6, 0 )
2670             ELSE
2671                dopr_index(i) = 73
2672                dopr_unit(i)  = '1/m3'
2673                hom(:,2,73,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2674             ENDIF
2675
2676          CASE ( 'qr' )
2677             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2678                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2679                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2680                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE.'
2681                CALL message( 'check_parameters', 'PA0094', 1, 2, 0, 6, 0 )
2682             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 )  THEN
2683                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2684                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2685                                 'lemented for cloud_scheme /= seifert_beheng'
2686                CALL message( 'check_parameters', 'PA0358', 1, 2, 0, 6, 0 )
2687             ELSEIF ( .NOT. precipitation )  THEN
2688                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2689                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2690                                 'lemented for precipitation = .FALSE.'
2691                CALL message( 'check_parameters', 'PA0361', 1, 2, 0, 6, 0 )
2692             ELSE
2693                dopr_index(i) = 74
2694                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2695                hom(:,2,74,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2696             ENDIF
2697
2698          CASE ( 'qc' )
2699             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2700                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2701                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2702                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE.'
2703                CALL message( 'check_parameters', 'PA0094', 1, 2, 0, 6, 0 )
2704             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 )  THEN
2705                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2706                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2707                                 'lemented for cloud_scheme /= seifert_beheng'
2708                CALL message( 'check_parameters', 'PA0358', 1, 2, 0, 6, 0 )
2709             ELSE
2710                dopr_index(i) = 75
2711                dopr_unit(i)  = 'kg/kg'
2712                hom(:,2,75,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2713             ENDIF
2714
2715          CASE ( 'prr' )
2716             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2717                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2718                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2719                                 'lemented for cloud_physics = .FALSE.'
2720                CALL message( 'check_parameters', 'PA0094', 1, 2, 0, 6, 0 )
2721             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 )  THEN
2722                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2723                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2724                                 'lemented for cloud_scheme /= seifert_beheng'
2725                CALL message( 'check_parameters', 'PA0358', 1, 2, 0, 6, 0 )
2726             ELSEIF ( .NOT. precipitation )  THEN
2727                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2728                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2729                                 'lemented for precipitation = .FALSE.'
2730                CALL message( 'check_parameters', 'PA0361', 1, 2, 0, 6, 0 )
2731
2732             ELSE
2733                dopr_index(i) = 76
2734                dopr_unit(i)  = 'kg/kg m/s'
2735                hom(:,2,76,:)  = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2736             ENDIF
2737
2738          CASE ( 'ug' )
2739             dopr_index(i) = 78
2740             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2741             hom(:,2,78,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2742
2743          CASE ( 'vg' )
2744             dopr_index(i) = 79
2745             dopr_unit(i)  = 'm/s'
2746             hom(:,2,79,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2747
2748          CASE ( 'w_subs' )
2749             IF ( .NOT. large_scale_subsidence )  THEN
2750                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2751                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2752                                 'lemented for large_scale_subsidence = .FALSE.'
2753                CALL message( 'check_parameters', 'PA0382', 1, 2, 0, 6, 0 )
2754             ELSE
2755                dopr_index(i) = 80
2756                dopr_unit(i)  = 'm/s'
2757                hom(:,2,80,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2758             ENDIF
2759
2760          CASE ( 'td_lsa_lpt' )
2761             IF ( .NOT. large_scale_forcing )  THEN
2762                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2763                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2764                                 'lemented for large_scale_forcing = .FALSE.'
2765                CALL message( 'check_parameters', 'PA0393', 1, 2, 0, 6, 0 )
2766             ELSE
2767                dopr_index(i) = 81
2768                dopr_unit(i)  = 'K/s'
2769                hom(:,2,81,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2770             ENDIF
2771
2772          CASE ( 'td_lsa_q' )
2773             IF ( .NOT. large_scale_forcing )  THEN
2774                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2775                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2776                                 'lemented for large_scale_forcing = .FALSE.'
2777                CALL message( 'check_parameters', 'PA0393', 1, 2, 0, 6, 0 )
2778             ELSE
2779                dopr_index(i) = 82
2780                dopr_unit(i)  = 'kg/kgs'
2781                hom(:,2,82,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2782             ENDIF
2783
2784          CASE ( 'td_sub_lpt' )
2785             IF ( .NOT. large_scale_forcing )  THEN
2786                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2787                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2788                                 'lemented for large_scale_forcing = .FALSE.'
2789                CALL message( 'check_parameters', 'PA0393', 1, 2, 0, 6, 0 )
2790             ELSE
2791                dopr_index(i) = 83
2792                dopr_unit(i)  = 'K/s'
2793                hom(:,2,83,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2794             ENDIF
2795
2796          CASE ( 'td_sub_q' )
2797             IF ( .NOT. large_scale_forcing )  THEN
2798                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2799                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2800                                 'lemented for large_scale_forcing = .FALSE.'
2801                CALL message( 'check_parameters', 'PA0393', 1, 2, 0, 6, 0 )
2802             ELSE
2803                dopr_index(i) = 84
2804                dopr_unit(i)  = 'kg/kgs'
2805                hom(:,2,84,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2806             ENDIF
2807
2808          CASE ( 'td_nud_lpt' )
2809             IF ( .NOT. nudging )  THEN
2810                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2811                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2812                                 'lemented for nudging = .FALSE.'
2813                CALL message( 'check_parameters', 'PA0394', 1, 2, 0, 6, 0 )
2814             ELSE
2815                dopr_index(i) = 85
2816                dopr_unit(i)  = 'K/s'
2817                hom(:,2,85,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2818             ENDIF
2819
2820          CASE ( 'td_nud_q' )
2821             IF ( .NOT. nudging )  THEN
2822                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2823                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2824                                 'lemented for nudging = .FALSE.'
2825                CALL message( 'check_parameters', 'PA0394', 1, 2, 0, 6, 0 )
2826             ELSE
2827                dopr_index(i) = 86
2828                dopr_unit(i)  = 'kg/kgs'
2829                hom(:,2,86,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2830             ENDIF
2831
2832          CASE ( 'td_nud_u' )
2833             IF ( .NOT. nudging )  THEN
2834                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2835                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2836                                 'lemented for nudging = .FALSE.'
2837                CALL message( 'check_parameters', 'PA0394', 1, 2, 0, 6, 0 )
2838             ELSE
2839                dopr_index(i) = 87
2840                dopr_unit(i)  = 'm/s2'
2841                hom(:,2,87,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2842             ENDIF
2843
2844          CASE ( 'td_nud_v' )
2845             IF ( .NOT. nudging )  THEN
2846                message_string = 'data_output_pr = ' //                        &
2847                                 TRIM( data_output_pr(i) ) // ' is not imp' // &
2848                                 'lemented for nudging = .FALSE.'
2849                CALL message( 'check_parameters', 'PA0394', 1, 2, 0, 6, 0 )
2850             ELSE
2851                dopr_index(i) = 88
2852                dopr_unit(i)  = 'm/s2'
2853                hom(:,2,88,:) = SPREAD( zu, 2, statistic_regions+1 )
2854             ENDIF
2855
2856
2857          CASE DEFAULT
2858
2859             CALL user_check_data_output_pr( data_output_pr(i), i, unit )
2860
2861             IF ( unit == 'illegal' )  THEN
2862                IF ( data_output_pr_user(1) /= ' ' )  THEN
2863                   message_string = 'illegal value for data_output_pr or ' //  &
2864                                    'data_output_pr_user = "' //               &
2865                                    TRIM( data_output_pr(i) ) // '"'
2866                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0097', 1, 2, 0, 6, 0 )
2867                ELSE
2868                   message_string = 'illegal value for data_output_pr = "' //  &
2869                                    TRIM( data_output_pr(i) ) // '"'
2870                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0098', 1, 2, 0, 6, 0 )
2871                ENDIF
2872             ENDIF
2873
2874       END SELECT
2875
2876    ENDDO
2877
2878
2879!
2880!-- Append user-defined data output variables to the standard data output
2881    IF ( data_output_user(1) /= ' ' )  THEN
2882       i = 1
2883       DO  WHILE ( data_output(i) /= ' '  .AND.  i <= 100 )
2884          i = i + 1
2885       ENDDO
2886       j = 1
2887       DO  WHILE ( data_output_user(j) /= ' '  .AND.  j <= 100 )
2888          IF ( i > 100 )  THEN
2889             message_string = 'number of output quantitities given by data' // &
2890                '_output and data_output_user exceeds the limit of 100'
2891             CALL message( 'check_parameters', 'PA0102', 1, 2, 0, 6, 0 )
2892          ENDIF
2893          data_output(i) = data_output_user(j)
2894          i = i + 1
2895          j = j + 1
2896       ENDDO
2897    ENDIF
2898
2899!
2900!-- Check and set steering parameters for 2d/3d data output and averaging
2901    i   = 1
2902    DO  WHILE ( data_output(i) /= ' '  .AND.  i <= 100 )
2903!
2904!--    Check for data averaging
2905       ilen = LEN_TRIM( data_output(i) )
2906       j = 0                                                 ! no data averaging
2907       IF ( ilen > 3 )  THEN
2908          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_av' )  THEN
2909             j = 1                                           ! data averaging
2910             data_output(i) = data_output(i)(1:ilen-3)
2911          ENDIF
2912       ENDIF
2913!
2914!--    Check for cross section or volume data
2915       ilen = LEN_TRIM( data_output(i) )
2916       k = 0                                                   ! 3d data
2917       var = data_output(i)(1:ilen)
2918       IF ( ilen > 3 )  THEN
2919          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xy'  .OR.                      &
2920               data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xz'  .OR.                      &
2921               data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_yz' )  THEN
2922             k = 1                                             ! 2d data
2923             var = data_output(i)(1:ilen-3)
2924          ENDIF
2925       ENDIF
2926!
2927!--    Check for allowed value and set units
2928       SELECT CASE ( TRIM( var ) )
2929
2930          CASE ( 'e' )
2931             IF ( constant_diffusion )  THEN
2932                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2933                                 'res constant_diffusion = .FALSE.'
2934                CALL message( 'check_parameters', 'PA0103', 1, 2, 0, 6, 0 )
2935             ENDIF
2936             unit = 'm2/s2'
2937
2938          CASE ( 'lpt' )
2939             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2940                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2941                         'res cloud_physics = .TRUE.'
2942                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2943             ENDIF
2944             unit = 'K'
2945
2946          CASE ( 'nr' )
2947             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2948                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2949                         'res cloud_physics = .TRUE.'
2950                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2951             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 )  THEN
2952                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2953                         'res cloud_scheme = seifert_beheng'
2954                CALL message( 'check_parameters', 'PA0359', 1, 2, 0, 6, 0 )
2955             ENDIF
2956             unit = '1/m3'
2957
2958          CASE ( 'pc', 'pr' )
2959             IF ( .NOT. particle_advection )  THEN
2960                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requir' // &
2961                   'es a "particles_par"-NAMELIST in the parameter file (PARIN)'
2962                CALL message( 'check_parameters', 'PA0104', 1, 2, 0, 6, 0 )
2963             ENDIF
2964             IF ( TRIM( var ) == 'pc' )  unit = 'number'
2965             IF ( TRIM( var ) == 'pr' )  unit = 'm'
2966
2967          CASE ( 'prr' )
2968             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2969                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2970                         'res cloud_physics = .TRUE.'
2971                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2972             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 )  THEN
2973                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2974                         'res cloud_scheme = seifert_beheng'
2975                CALL message( 'check_parameters', 'PA0359', 1, 2, 0, 6, 0 )
2976             ELSEIF ( .NOT. precipitation )  THEN
2977                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2978                                 'res precipitation = .TRUE.'
2979                CALL message( 'check_parameters', 'PA0112', 1, 2, 0, 6, 0 )
2980             ENDIF
2981             unit = 'kg/kg m/s'
2982
2983          CASE ( 'q', 'vpt' )
2984             IF ( .NOT. humidity )  THEN
2985                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2986                                 'res humidity = .TRUE.'
2987                CALL message( 'check_parameters', 'PA0105', 1, 2, 0, 6, 0 )
2988             ENDIF
2989             IF ( TRIM( var ) == 'q'   )  unit = 'kg/kg'
2990             IF ( TRIM( var ) == 'vpt' )  unit = 'K'
2991
2992          CASE ( 'qc' )
2993             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
2994                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2995                         'res cloud_physics = .TRUE.'
2996                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
2997             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 ) THEN
2998                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
2999                         'res cloud_scheme = seifert_beheng'
3000                CALL message( 'check_parameters', 'PA0359', 1, 2, 0, 6, 0 )
3001             ENDIF
3002             unit = 'kg/kg'
3003
3004          CASE ( 'ql' )
3005             IF ( .NOT. ( cloud_physics  .OR.  cloud_droplets ) )  THEN
3006                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3007                         'res cloud_physics = .TRUE. or cloud_droplets = .TRUE.'
3008                CALL message( 'check_parameters', 'PA0106', 1, 2, 0, 6, 0 )
3009             ENDIF
3010             unit = 'kg/kg'
3011
3012          CASE ( 'ql_c', 'ql_v', 'ql_vp' )
3013             IF ( .NOT. cloud_droplets )  THEN
3014                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3015                                 'res cloud_droplets = .TRUE.'
3016                CALL message( 'check_parameters', 'PA0107', 1, 2, 0, 6, 0 )
3017             ENDIF
3018             IF ( TRIM( var ) == 'ql_c'  )  unit = 'kg/kg'
3019             IF ( TRIM( var ) == 'ql_v'  )  unit = 'm3'
3020             IF ( TRIM( var ) == 'ql_vp' )  unit = 'none'
3021
3022          CASE ( 'qr' )
3023             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
3024                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3025                         'res cloud_physics = .TRUE.'
3026                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
3027             ELSEIF ( icloud_scheme /= 0 ) THEN
3028                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3029                         'res cloud_scheme = seifert_beheng'
3030                CALL message( 'check_parameters', 'PA0359', 1, 2, 0, 6, 0 )
3031             ELSEIF ( .NOT. precipitation )  THEN
3032                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3033                                 'res precipitation = .TRUE.'
3034                CALL message( 'check_parameters', 'PA0112', 1, 2, 0, 6, 0 )
3035             ENDIF
3036             unit = 'kg/kg'
3037
3038          CASE ( 'qv' )
3039             IF ( .NOT. cloud_physics )  THEN
3040                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3041                                 'res cloud_physics = .TRUE.'
3042                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
3043             ENDIF
3044             unit = 'kg/kg'
3045
3046          CASE ( 'rho' )
3047             IF ( .NOT. ocean )  THEN
3048                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3049                                 'res ocean = .TRUE.'
3050                CALL message( 'check_parameters', 'PA0109', 1, 2, 0, 6, 0 )
3051             ENDIF
3052             unit = 'kg/m3'
3053
3054          CASE ( 's' )
3055             IF ( .NOT. passive_scalar )  THEN
3056                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3057                                 'res passive_scalar = .TRUE.'
3058                CALL message( 'check_parameters', 'PA0110', 1, 2, 0, 6, 0 )
3059             ENDIF
3060             unit = 'conc'
3061
3062          CASE ( 'sa' )
3063             IF ( .NOT. ocean )  THEN
3064                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3065                                 'res ocean = .TRUE.'
3066                CALL message( 'check_parameters', 'PA0109', 1, 2, 0, 6, 0 )
3067             ENDIF
3068             unit = 'psu'
3069
3070          CASE ( 'u*', 't*', 'lwp*', 'pra*', 'prr*', 'qsws*', 'shf*', 'z0*', 'z0h*' )
3071             IF ( k == 0  .OR.  data_output(i)(ilen-2:ilen) /= '_xy' )  THEN
3072                message_string = 'illegal value for data_output: "' //         &
3073                                 TRIM( var ) // '" & only 2d-horizontal ' //   &
3074                                 'cross sections are allowed for this value'
3075                CALL message( 'check_parameters', 'PA0111', 1, 2, 0, 6, 0 )
3076             ENDIF
3077             IF ( TRIM( var ) == 'lwp*'  .AND.  .NOT. cloud_physics )  THEN
3078                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3079                                 'res cloud_physics = .TRUE.'
3080                CALL message( 'check_parameters', 'PA0108', 1, 2, 0, 6, 0 )
3081             ENDIF
3082             IF ( TRIM( var ) == 'pra*'  .AND.  .NOT. precipitation )  THEN
3083                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3084                                 'res precipitation = .TRUE.'
3085                CALL message( 'check_parameters', 'PA0112', 1, 2, 0, 6, 0 )
3086             ENDIF
3087             IF ( TRIM( var ) == 'pra*'  .AND.  j == 1 )  THEN
3088                message_string = 'temporal averaging of precipitation ' //     &
3089                          'amount "' // TRIM( var ) // '" is not possible'
3090                CALL message( 'check_parameters', 'PA0113', 1, 2, 0, 6, 0 )
3091             ENDIF
3092             IF ( TRIM( var ) == 'prr*'  .AND.  .NOT. precipitation )  THEN
3093                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3094                                 'res precipitation = .TRUE.'
3095                CALL message( 'check_parameters', 'PA0112', 1, 2, 0, 6, 0 )
3096             ENDIF
3097             IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  .AND.  .NOT. humidity )  THEN
3098                message_string = 'output of "' // TRIM( var ) // '" requi' //  &
3099                                 'res humidity = .TRUE.'
3100                CALL message( 'check_parameters', 'PA0322', 1, 2, 0, 6, 0 )
3101             ENDIF
3102
3103             IF ( TRIM( var ) == 'lwp*'   )  unit = 'kg/kg*m'
3104             IF ( TRIM( var ) == 'pra*'   )  unit = 'mm'
3105             IF ( TRIM( var ) == 'prr*'   )  unit = 'mm/s'
3106             IF ( TRIM( var ) == 'qsws*'  )  unit = 'kgm/kgs'
3107             IF ( TRIM( var ) == 'shf*'   )  unit = 'K*m/s'
3108             IF ( TRIM( var ) == 't*'     )  unit = 'K'
3109             IF ( TRIM( var ) == 'u*'     )  unit = 'm/s'
3110             IF ( TRIM( var ) == 'z0*'    )  unit = 'm'
3111             IF ( TRIM( var ) == 'z0h*'   )  unit = 'm'
3112
3113
3114          CASE ( 'p', 'pt', 'u', 'v', 'w' )
3115             IF ( TRIM( var ) == 'p'  )  unit = 'Pa'
3116             IF ( TRIM( var ) == 'pt' )  unit = 'K'
3117             IF ( TRIM( var ) == 'u'  )  unit = 'm/s'
3118             IF ( TRIM( var ) == 'v'  )  unit = 'm/s'
3119             IF ( TRIM( var ) == 'w'  )  unit = 'm/s'
3120             CONTINUE
3121
3122          CASE DEFAULT
3123             CALL user_check_data_output( var, unit )
3124
3125             IF ( unit == 'illegal' )  THEN
3126                IF ( data_output_user(1) /= ' ' )  THEN
3127                   message_string = 'illegal value for data_output or ' //     &
3128                         'data_output_user = "' // TRIM( data_output(i) ) // '"'
3129                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0114', 1, 2, 0, 6, 0 )
3130                ELSE
3131                   message_string = 'illegal value for data_output =' //       &
3132                                    TRIM( data_output(i) ) // '"'
3133                   CALL message( 'check_parameters', 'PA0115', 1, 2, 0, 6, 0 )
3134                ENDIF
3135             ENDIF
3136
3137       END SELECT
3138!
3139!--    Set the internal steering parameters appropriately
3140       IF ( k == 0 )  THEN
3141          do3d_no(j)              = do3d_no(j) + 1
3142          do3d(j,do3d_no(j))      = data_output(i)
3143          do3d_unit(j,do3d_no(j)) = unit
3144       ELSE
3145          do2d_no(j)              = do2d_no(j) + 1
3146          do2d(j,do2d_no(j))      = data_output(i)
3147          do2d_unit(j,do2d_no(j)) = unit
3148          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xy' )  THEN
3149             data_output_xy(j) = .TRUE.
3150          ENDIF
3151          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_xz' )  THEN
3152             data_output_xz(j) = .TRUE.
3153          ENDIF
3154          IF ( data_output(i)(ilen-2:ilen) == '_yz' )  THEN
3155             data_output_yz(j) = .TRUE.
3156          ENDIF
3157       ENDIF
3158
3159       IF ( j == 1 )  THEN
3160!
3161!--       Check, if variable is already subject to averaging
3162          found = .FALSE.
3163          DO  k = 1, doav_n
3164             IF ( TRIM( doav(k) ) == TRIM( var ) )  found = .TRUE.
3165          ENDDO
3166
3167          IF ( .NOT. found )  THEN
3168             doav_n = doav_n + 1
3169             doav(doav_n) = var
3170          ENDIF
3171       ENDIF
3172
3173       i = i + 1
3174    ENDDO
3175
3176!
3177!-- Averaged 2d or 3d output requires that an averaging interval has been set
3178    IF ( doav_n > 0  .AND.  averaging_interval == 0.0_wp )  THEN
3179       WRITE( message_string, * )  'output of averaged quantity "',            &
3180                                   TRIM( doav(1) ), '_av" requires to set a ', &
3181                                   'non-zero & averaging interval'
3182       CALL message( 'check_parameters', 'PA0323', 1, 2, 0, 6, 0 )
3183    ENDIF
3184
3185!
3186!-- Check sectional planes and store them in one shared array
3187    IF ( ANY( section_xy > nz + 1 ) )  THEN
3188       WRITE( message_string, * )  'section_xy must be <= nz + 1 = ', nz + 1
3189       CALL message( 'check_parameters', 'PA0319', 1, 2, 0, 6, 0 )
3190    ENDIF
3191    IF ( ANY( section_xz > ny + 1 ) )  THEN
3192       WRITE( message_string, * )  'section_xz must be <= ny + 1 = ', ny + 1
3193       CALL message( 'check_parameters', 'PA0320', 1, 2, 0, 6, 0 )
3194    ENDIF
3195    IF ( ANY( section_yz > nx + 1 ) )  THEN
3196       WRITE( message_string, * )  'section_yz must be <= nx + 1 = ', nx + 1
3197       CALL message( 'check_parameters', 'PA0321', 1, 2, 0, 6, 0 )
3198    ENDIF
3199    section(:,1) = section_xy
3200    section(:,2) = section_xz
3201    section(:,3) = section_yz
3202
3203!
3204!-- Upper plot limit for 2D vertical sections
3205    IF ( z_max_do2d == -1.0_wp )  z_max_do2d = zu(nzt)
3206    IF ( z_max_do2d < zu(nzb+1)  .OR.  z_max_do2d > zu(nzt) )  THEN
3207       WRITE( message_string, * )  'z_max_do2d = ', z_max_do2d,                &
3208                    ' must be >= ', zu(nzb+1), '(zu(nzb+1)) and <= ', zu(nzt), &
3209                    ' (zu(nzt))'
3210       CALL message( 'check_parameters', 'PA0116', 1, 2, 0, 6, 0 )
3211    ENDIF
3212
3213!
3214!-- Upper plot limit for 3D arrays
3215    IF ( nz_do3d == -9999 )  nz_do3d = nzt + 1
3216
3217!
3218!-- Set output format string (used in header)
3219    SELECT CASE ( netcdf_data_format )
3220       CASE ( 1 )
3221          output_format_netcdf = 'netCDF classic'
3222       CASE ( 2 )
3223          output_format_netcdf = 'netCDF 64bit offset'
3224       CASE ( 3 )
3225          output_format_netcdf = 'netCDF4/HDF5'
3226       CASE ( 4 )
3227          output_format_netcdf = 'netCDF4/HDF5 classic'
3228       CASE ( 5 )
3229          output_format_netcdf = 'parallel netCDF4/HDF5'
3230       CASE ( 6 )
3231          output_format_netcdf = 'parallel netCDF4/HDF5 classic'
3232
3233    END SELECT
3234
3235#if defined( __spectra )
3236!
3237!-- Check the number of spectra level to be output
3238    i = 1
3239    DO WHILE ( comp_spectra_level(i) /= 999999  .AND.  i <= 100 )
3240       i = i + 1
3241    ENDDO
3242    i = i - 1
3243    IF ( i == 0 )  THEN
3244       WRITE( message_string, * )  'no spectra levels given'
3245       CALL message( 'check_parameters', 'PA0019', 1, 2, 0, 6, 0 )
3246    ENDIF
3247#endif
3248
3249!
3250!-- Check mask conditions
3251    DO mid = 1, max_masks
3252       IF ( data_output_masks(mid,1) /= ' ' .OR.                               &
3253            data_output_masks_user(mid,1) /= ' ' ) THEN
3254          masks = masks + 1
3255       ENDIF
3256    ENDDO
3257   
3258    IF ( masks < 0 .OR. masks > max_masks )  THEN
3259       WRITE( message_string, * )  'illegal value: masks must be >= 0 and ',   &
3260            '<= ', max_masks, ' (=max_masks)'
3261       CALL message( 'check_parameters', 'PA0325', 1, 2, 0, 6, 0 )
3262    ENDIF
3263    IF ( masks > 0 )  THEN
3264       mask_scale(1) = mask_scale_x
3265       mask_scale(2) = mask_scale_y
3266       mask_scale(3) = mask_scale_z
3267       IF ( ANY( mask_scale <= 0.0_wp ) )  THEN
3268          WRITE( message_string, * )                                           &
3269               'illegal value: mask_scale_x, mask_scale_y and mask_scale_z',   &
3270               'must be > 0.0'
3271          CALL message( 'check_parameters', 'PA0326', 1, 2, 0, 6, 0 )
3272       ENDIF
3273!
3274!--    Generate masks for masked data output
3275!--    Parallel netcdf output is not tested so far for masked data, hence
3276!--    netcdf_data_format is switched back to non-paralell output.
3277       netcdf_data_format_save = netcdf_data_format
3278       IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
3279          IF ( netcdf_data_format == 5 ) netcdf_data_format = 3
3280          IF ( netcdf_data_format == 6 ) netcdf_data_format = 4
3281          message_string = 'netCDF file formats '//                            &
3282                           '5 (parallel netCDF 4) and ' //                     &
3283                           '6 (parallel netCDF 4 Classic model) '//            &
3284                           '&are currently not supported (not yet tested) ' // &
3285                           'for masked data.&Using respective non-parallel' // & 
3286                           ' output for masked data.'
3287          CALL message( 'check_parameters', 'PA0383', 0, 0, 0, 6, 0 )
3288       ENDIF
3289       CALL init_masks
3290       netcdf_data_format = netcdf_data_format_save
3291    ENDIF
3292
3293!
3294!-- Check the NetCDF data format
3295#if ! defined ( __check )
3296    IF ( netcdf_data_format > 2 )  THEN
3297#if defined( __netcdf4 )
3298       CONTINUE
3299#else
3300       message_string = 'netCDF: netCDF4 format requested but no ' //          &
3301                        'cpp-directive __netcdf4 given & switch '  //          &
3302                        'back to 64-bit offset format'
3303       CALL message( 'check_parameters', 'PA0171', 0, 1, 0, 6, 0 )
3304       netcdf_data_format = 2
3305#endif
3306    ENDIF
3307    IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
3308#if defined( __netcdf4 ) && defined( __netcdf4_parallel )
3309       CONTINUE
3310#else
3311       message_string = 'netCDF: netCDF4 parallel output requested but no ' // &
3312                        'cpp-directive __netcdf4_parallel given & switch '  // &
3313                        'back to netCDF4 non-parallel output'
3314       CALL message( 'check_parameters', 'PA0099', 0, 1, 0, 6, 0 )
3315       netcdf_data_format = netcdf_data_format - 2
3316#endif
3317    ENDIF
3318#endif
3319
3320!
3321!-- Calculate fixed number of output time levels for parallel netcdf output.
3322!-- The time dimension has to be defined as limited for parallel output,
3323!-- because otherwise the I/O performance drops significantly.
3324    IF ( netcdf_data_format > 4 )  THEN
3325
3326       ntdim_3d(0)    = INT( ( end_time - skip_time_do3d ) / dt_do3d )
3327       IF ( do3d_at_begin ) ntdim_3d(0) = ntdim_3d(0) + 1
3328       ntdim_3d(1)    = INT( ( end_time - skip_time_data_output_av )           &
3329                             / dt_data_output_av )
3330       ntdim_2d_xy(0) = INT( ( end_time - skip_time_do2d_xy ) / dt_do2d_xy )
3331       ntdim_2d_xz(0) = INT( ( end_time - skip_time_do2d_xz ) / dt_do2d_xz )
3332       ntdim_2d_yz(0) = INT( ( end_time - skip_time_do2d_yz ) / dt_do2d_yz )
3333       IF ( do2d_at_begin )  THEN
3334          ntdim_2d_xy(0) = ntdim_2d_xy(0) + 1
3335          ntdim_2d_xz(0) = ntdim_2d_xz(0) + 1
3336          ntdim_2d_yz(0) = ntdim_2d_yz(0) + 1
3337       ENDIF
3338       ntdim_2d_xy(1) = ntdim_3d(1)
3339       ntdim_2d_xz(1) = ntdim_3d(1)
3340       ntdim_2d_yz(1) = ntdim_3d(1)
3341
3342    ENDIF
3343
3344#if ! defined( __check )
3345!
3346!-- Check netcdf precison
3347    ldum = .FALSE.
3348    CALL define_netcdf_header( 'ch', ldum, 0 )
3349#endif
3350!
3351!-- Check, whether a constant diffusion coefficient shall be used
3352    IF ( km_constant /= -1.0_wp )  THEN
3353       IF ( km_constant < 0.0_wp )  THEN
3354          WRITE( message_string, * )  'km_constant = ', km_constant, ' < 0.0'
3355          CALL message( 'check_parameters', 'PA0121', 1, 2, 0, 6, 0 )
3356       ELSE
3357          IF ( prandtl_number < 0.0_wp )  THEN
3358             WRITE( message_string, * )  'prandtl_number = ', prandtl_number,  &
3359                                         ' < 0.0'
3360             CALL message( 'check_parameters', 'PA0122', 1, 2, 0, 6, 0 )
3361          ENDIF
3362          constant_diffusion = .TRUE.
3363
3364          IF ( prandtl_layer )  THEN
3365             message_string = 'prandtl_layer is not allowed with fixed ' //    &
3366                              'value of km'
3367             CALL message( 'check_parameters', 'PA0123', 1, 2, 0, 6, 0 )
3368          ENDIF
3369       ENDIF
3370    ENDIF
3371
3372!
3373!-- In case of non-cyclic lateral boundaries and a damping layer for the
3374!-- potential temperature, check the width of the damping layer
3375    IF ( bc_lr /= 'cyclic' ) THEN
3376       IF ( pt_damping_width < 0.0_wp  .OR.                                    &
3377            pt_damping_width > REAL( nx * dx ) )  THEN
3378          message_string = 'pt_damping_width out of range'
3379          CALL message( 'check_parameters', 'PA0124', 1, 2, 0, 6, 0 )
3380       ENDIF
3381    ENDIF
3382
3383    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
3384       IF ( pt_damping_width < 0.0_wp  .OR.                                    &
3385            pt_damping_width > REAL( ny * dy ) )  THEN
3386          message_string = 'pt_damping_width out of range'
3387          CALL message( 'check_parameters', 'PA0124', 1, 2, 0, 6, 0 )
3388       ENDIF
3389    ENDIF
3390
3391!
3392!-- Check value range for rif
3393    IF ( rif_min >= rif_max )  THEN
3394       WRITE( message_string, * )  'rif_min = ', rif_min, ' must be less ',    &
3395                                   'than rif_max = ', rif_max
3396       CALL message( 'check_parameters', 'PA0125', 1, 2, 0, 6, 0 )
3397    ENDIF
3398
3399!
3400!-- Check random generator
3401    IF ( (random_generator /= 'system-specific'     .AND.                      &
3402          random_generator /= 'random-parallel'   ) .AND.                      &
3403          random_generator /= 'numerical-recipes' )  THEN
3404       message_string = 'unknown random generator: random_generator = "' //    &
3405                        TRIM( random_generator ) // '"'
3406       CALL message( 'check_parameters', 'PA0135', 1, 2, 0, 6, 0 )
3407    ENDIF
3408
3409!
3410!-- Determine upper and lower hight level indices for random perturbations
3411    IF ( disturbance_level_b == -9999999.9_wp )  THEN
3412       IF ( ocean ) THEN
3413          disturbance_level_b     = zu((nzt*2)/3)
3414          disturbance_level_ind_b = ( nzt * 2 ) / 3
3415       ELSE
3416          disturbance_level_b     = zu(nzb+3)
3417          disturbance_level_ind_b = nzb + 3
3418       ENDIF
3419    ELSEIF ( disturbance_level_b < zu(3) )  THEN
3420       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_b = ',                   &
3421                           disturbance_level_b, ' must be >= ', zu(3), '(zu(3))'
3422       CALL message( 'check_parameters', 'PA0126', 1, 2, 0, 6, 0 )
3423    ELSEIF ( disturbance_level_b > zu(nzt-2) )  THEN
3424       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_b = ',                   &
3425                   disturbance_level_b, ' must be <= ', zu(nzt-2), '(zu(nzt-2))'
3426       CALL message( 'check_parameters', 'PA0127', 1, 2, 0, 6, 0 )
3427    ELSE
3428       DO  k = 3, nzt-2
3429          IF ( disturbance_level_b <= zu(k) )  THEN
3430             disturbance_level_ind_b = k
3431             EXIT
3432          ENDIF
3433       ENDDO
3434    ENDIF
3435
3436    IF ( disturbance_level_t == -9999999.9_wp )  THEN
3437       IF ( ocean )  THEN
3438          disturbance_level_t     = zu(nzt-3)
3439          disturbance_level_ind_t = nzt - 3
3440       ELSE
3441          disturbance_level_t     = zu(nzt/3)
3442          disturbance_level_ind_t = nzt / 3
3443       ENDIF
3444    ELSEIF ( disturbance_level_t > zu(nzt-2) )  THEN
3445       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_t = ',                   &
3446                   disturbance_level_t, ' must be <= ', zu(nzt-2), '(zu(nzt-2))'
3447       CALL message( 'check_parameters', 'PA0128', 1, 2, 0, 6, 0 )
3448    ELSEIF ( disturbance_level_t < disturbance_level_b )  THEN
3449       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_t = ',                   &
3450                   disturbance_level_t, ' must be >= disturbance_level_b = ',  &
3451                   disturbance_level_b
3452       CALL message( 'check_parameters', 'PA0129', 1, 2, 0, 6, 0 )
3453    ELSE
3454       DO  k = 3, nzt-2
3455          IF ( disturbance_level_t <= zu(k) )  THEN
3456             disturbance_level_ind_t = k
3457             EXIT
3458          ENDIF
3459       ENDDO
3460    ENDIF
3461
3462!
3463!-- Check again whether the levels determined this way are ok.
3464!-- Error may occur at automatic determination and too few grid points in
3465!-- z-direction.
3466    IF ( disturbance_level_ind_t < disturbance_level_ind_b )  THEN
3467       WRITE( message_string, * )  'disturbance_level_ind_t = ',               &
3468                disturbance_level_ind_t, ' must be >= disturbance_level_b = ', &
3469                disturbance_level_b
3470       CALL message( 'check_parameters', 'PA0130', 1, 2, 0, 6, 0 )
3471    ENDIF
3472
3473!
3474!-- Determine the horizontal index range for random perturbations.
3475!-- In case of non-cyclic horizontal boundaries, no perturbations are imposed
3476!-- near the inflow and the perturbation area is further limited to ...(1)
3477!-- after the initial phase of the flow.
3478   
3479    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  THEN
3480       IF ( inflow_disturbance_begin == -1 )  THEN
3481          inflow_disturbance_begin = MIN( 10, nx/2 )
3482       ENDIF
3483       IF ( inflow_disturbance_begin < 0  .OR.  inflow_disturbance_begin > nx )&
3484       THEN
3485          message_string = 'inflow_disturbance_begin out of range'
3486          CALL message( 'check_parameters', 'PA0131', 1, 2, 0, 6, 0 )
3487       ENDIF
3488       IF ( inflow_disturbance_end == -1 )  THEN
3489          inflow_disturbance_end = MIN( 100, 3*nx/4 )
3490       ENDIF
3491       IF ( inflow_disturbance_end < 0  .OR.  inflow_disturbance_end > nx )    &
3492       THEN
3493          message_string = 'inflow_disturbance_end out of range'
3494          CALL message( 'check_parameters', 'PA0132', 1, 2, 0, 6, 0 )
3495       ENDIF
3496    ELSEIF ( bc_ns /= 'cyclic' )  THEN
3497       IF ( inflow_disturbance_begin == -1 )  THEN
3498          inflow_disturbance_begin = MIN( 10, ny/2 )
3499       ENDIF
3500       IF ( inflow_disturbance_begin < 0  .OR.  inflow_disturbance_begin > ny )&
3501       THEN
3502          message_string = 'inflow_disturbance_begin out of range'
3503          CALL message( 'check_parameters', 'PA0131', 1, 2, 0, 6, 0 )
3504       ENDIF
3505       IF ( inflow_disturbance_end == -1 )  THEN
3506          inflow_disturbance_end = MIN( 100, 3*ny/4 )
3507       ENDIF
3508       IF ( inflow_disturbance_end < 0  .OR.  inflow_disturbance_end > ny )    &
3509       THEN
3510          message_string = 'inflow_disturbance_end out of range'
3511          CALL message( 'check_parameters', 'PA0132', 1, 2, 0, 6, 0 )
3512       ENDIF
3513    ENDIF
3514
3515    IF ( random_generator == 'random-parallel' )  THEN
3516       dist_nxl = nxl;  dist_nxr = nxr
3517       dist_nys = nys;  dist_nyn = nyn
3518       IF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
3519          dist_nxr    = MIN( nx - inflow_disturbance_begin, nxr )
3520          dist_nxl(1) = MAX( nx - inflow_disturbance_end, nxl )
3521       ELSEIF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
3522          dist_nxl    = MAX( inflow_disturbance_begin, nxl )
3523          dist_nxr(1) = MIN( inflow_disturbance_end, nxr )
3524       ENDIF
3525       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
3526          dist_nyn    = MIN( ny - inflow_disturbance_begin, nyn )
3527          dist_nys(1) = MAX( ny - inflow_disturbance_end, nys )
3528       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
3529          dist_nys    = MAX( inflow_disturbance_begin, nys )
3530          dist_nyn(1) = MIN( inflow_disturbance_end, nyn )
3531       ENDIF
3532    ELSE
3533       dist_nxl = 0;  dist_nxr = nx
3534       dist_nys = 0;  dist_nyn = ny
3535       IF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
3536          dist_nxr    = nx - inflow_disturbance_begin
3537          dist_nxl(1) = nx - inflow_disturbance_end
3538       ELSEIF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
3539          dist_nxl    = inflow_disturbance_begin
3540          dist_nxr(1) = inflow_disturbance_end
3541       ENDIF
3542       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
3543          dist_nyn    = ny - inflow_disturbance_begin
3544          dist_nys(1) = ny - inflow_disturbance_end
3545       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
3546          dist_nys    = inflow_disturbance_begin
3547          dist_nyn(1) = inflow_disturbance_end
3548       ENDIF
3549    ENDIF
3550
3551!
3552!-- A turbulent inflow requires Dirichlet conditions at the respective inflow
3553!-- boundary (so far, a turbulent inflow is realized from the left side only)
3554    IF ( turbulent_inflow  .AND.  bc_lr /= 'dirichlet/radiation' )  THEN
3555       message_string = 'turbulent_inflow = .T. requires a Dirichlet ' //      &
3556                        'condition at the inflow boundary'
3557       CALL message( 'check_parameters', 'PA0133', 1, 2, 0, 6, 0 )
3558    ENDIF
3559
3560!
3561!-- Turbulent inflow requires that 3d arrays have been cyclically filled with
3562!-- data from prerun in the first main run
3563    IF ( turbulent_inflow  .AND.  initializing_actions /= 'cyclic_fill'  .AND. &
3564         initializing_actions /= 'read_restart_data' )  THEN
3565       message_string = 'turbulent_inflow = .T. requires ' //                  &
3566                        'initializing_actions = ''cyclic_fill'' '
3567       CALL message( 'check_parameters', 'PA0055', 1, 2, 0, 6, 0 )
3568    ENDIF
3569
3570!
3571!-- In case of turbulent inflow calculate the index of the recycling plane
3572    IF ( turbulent_inflow )  THEN
3573       IF ( recycling_width == 9999999.9_wp )  THEN
3574!
3575!--       Set the default value for the width of the recycling domain
3576          recycling_width = 0.1_wp * nx * dx
3577       ELSE
3578          IF ( recycling_width < dx  .OR.  recycling_width > nx * dx )  THEN
3579             WRITE( message_string, * )  'illegal value for recycling_width:', &
3580                                         ' ', recycling_width
3581             CALL message( 'check_parameters', 'PA0134', 1, 2, 0, 6, 0 )
3582          ENDIF
3583       ENDIF
3584!
3585!--    Calculate the index
3586       recycling_plane = recycling_width / dx
3587    ENDIF
3588
3589!
3590!-- Determine damping level index for 1D model
3591    IF ( INDEX( initializing_actions, 'set_1d-model_profiles' ) /= 0 )  THEN
3592       IF ( damp_level_1d == -1.0_wp )  THEN
3593          damp_level_1d     = zu(nzt+1)
3594          damp_level_ind_1d = nzt + 1
3595       ELSEIF ( damp_level_1d < 0.0_wp  .OR.  damp_level_1d > zu(nzt+1) )  THEN
3596          WRITE( message_string, * )  'damp_level_1d = ', damp_level_1d,       &
3597                 ' must be > 0.0 and < ', zu(nzt+1), '(zu(nzt+1))'
3598          CALL message( 'check_parameters', 'PA0136', 1, 2, 0, 6, 0 )
3599       ELSE
3600          DO  k = 1, nzt+1
3601             IF ( damp_level_1d <= zu(k) )  THEN
3602                damp_level_ind_1d = k
3603                EXIT
3604             ENDIF
3605          ENDDO
3606       ENDIF
3607    ENDIF
3608
3609!
3610!-- Check some other 1d-model parameters
3611    IF ( TRIM( mixing_length_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                   &
3612         TRIM( mixing_length_1d ) /= 'blackadar' )  THEN
3613       message_string = 'mixing_length_1d = "' // TRIM( mixing_length_1d ) //  &
3614                        '" is unknown'
3615       CALL message( 'check_parameters', 'PA0137', 1, 2, 0, 6, 0 )
3616    ENDIF
3617    IF ( TRIM( dissipation_1d ) /= 'as_in_3d_model'  .AND.                     &
3618         TRIM( dissipation_1d ) /= 'detering' )  THEN
3619       message_string = 'dissipation_1d = "' // TRIM( dissipation_1d ) //      &
3620                        '" is unknown'
3621       CALL message( 'check_parameters', 'PA0138', 1, 2, 0, 6, 0 )
3622    ENDIF
3623
3624!
3625!-- Set time for the next user defined restart (time_restart is the
3626!-- internal parameter for steering restart events)
3627    IF ( restart_time /= 9999999.9_wp )  THEN
3628       IF ( restart_time > time_since_reference_point )  THEN
3629          time_restart = restart_time
3630       ENDIF
3631    ELSE
3632!
3633!--    In case of a restart run, set internal parameter to default (no restart)
3634!--    if the NAMELIST-parameter restart_time is omitted
3635       time_restart = 9999999.9_wp
3636    ENDIF
3637
3638!
3639!-- Set default value of the time needed to terminate a model run
3640    IF ( termination_time_needed == -1.0_wp )  THEN
3641       IF ( host(1:3) == 'ibm' )  THEN
3642          termination_time_needed = 300.0_wp
3643       ELSE
3644          termination_time_needed = 35.0_wp
3645       ENDIF
3646    ENDIF
3647
3648!
3649!-- Check the time needed to terminate a model run
3650    IF ( host(1:3) == 't3e' )  THEN
3651!
3652!--    Time needed must be at least 30 seconds on all CRAY machines, because
3653!--    MPP_TREMAIN gives the remaining CPU time only in steps of 30 seconds
3654       IF ( termination_time_needed <= 30.0_wp )  THEN
3655          WRITE( message_string, * )  'termination_time_needed = ',            &
3656                 termination_time_needed, ' must be > 30.0 on host "',         &
3657                 TRIM( host ), '"'
3658          CALL message( 'check_parameters', 'PA0139', 1, 2, 0, 6, 0 )
3659       ENDIF
3660    ELSEIF ( host(1:3) == 'ibm' )  THEN
3661!
3662!--    On IBM-regatta machines the time should be at least 300 seconds,
3663!--    because the job time consumed before executing palm (for compiling,
3664!--    copying of files, etc.) has to be regarded
3665       IF ( termination_time_needed < 300.0_wp )  THEN
3666          WRITE( message_string, * )  'termination_time_needed = ',            &
3667                 termination_time_needed, ' should be >= 300.0 on host "',     &
3668                 TRIM( host ), '"'
3669          CALL message( 'check_parameters', 'PA0140', 1, 2, 0, 6, 0 )
3670       ENDIF
3671    ENDIF
3672
3673!
3674!-- Check pressure gradient conditions
3675    IF ( dp_external .AND. conserve_volume_flow )  THEN
3676       WRITE( message_string, * )  'Both dp_external and conserve_volume_flo', &
3677            'w are .TRUE. but one of them must be .FALSE.'
3678       CALL message( 'check_parameters', 'PA0150', 1, 2, 0, 6, 0 )
3679    ENDIF
3680    IF ( dp_external )  THEN
3681       IF ( dp_level_b < zu(nzb) .OR. dp_level_b > zu(nzt) )  THEN
3682          WRITE( message_string, * )  'dp_level_b = ', dp_level_b, ' is out ', &
3683               ' of range'
3684          CALL message( 'check_parameters', 'PA0151', 1, 2, 0, 6, 0 )
3685       ENDIF
3686       IF ( .NOT. ANY( dpdxy /= 0.0_wp ) )  THEN
3687          WRITE( message_string, * )  'dp_external is .TRUE. but dpdxy is ze', &
3688               'ro, i.e. the external pressure gradient & will not be applied'
3689          CALL message( 'check_parameters', 'PA0152', 0, 1, 0, 6, 0 )
3690       ENDIF
3691    ENDIF
3692    IF ( ANY( dpdxy /= 0.0_wp ) .AND. .NOT. dp_external )  THEN
3693       WRITE( message_string, * )  'dpdxy is nonzero but dp_external is ',     &
3694            '.FALSE., i.e. the external pressure gradient & will not be applied'
3695       CALL message( 'check_parameters', 'PA0153', 0, 1, 0, 6, 0 )
3696    ENDIF
3697    IF ( conserve_volume_flow )  THEN
3698       IF ( TRIM( conserve_volume_flow_mode ) == 'default' )  THEN
3699
3700          conserve_volume_flow_mode = 'initial_profiles'
3701
3702       ELSEIF ( TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'initial_profiles' .AND.  &
3703            TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'inflow_profile' .AND.        &
3704            TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'bulk_velocity' )  THEN
3705          WRITE( message_string, * )  'unknown conserve_volume_flow_mode: ',   &
3706               conserve_volume_flow_mode
3707          CALL message( 'check_parameters', 'PA0154', 1, 2, 0, 6, 0 )
3708       ENDIF
3709       IF ( (bc_lr /= 'cyclic'  .OR.  bc_ns /= 'cyclic')  .AND.                &
3710          TRIM( conserve_volume_flow_mode ) == 'bulk_velocity' )  THEN
3711          WRITE( message_string, * )  'non-cyclic boundary conditions ',       &
3712               'require  conserve_volume_flow_mode = ''initial_profiles'''
3713          CALL message( 'check_parameters', 'PA0155', 1, 2, 0, 6, 0 )
3714       ENDIF
3715       IF ( bc_lr == 'cyclic'  .AND.  bc_ns == 'cyclic'  .AND.                 &
3716            TRIM( conserve_volume_flow_mode ) == 'inflow_profile' )  THEN
3717          WRITE( message_string, * )  'cyclic boundary conditions ',           &
3718               'require conserve_volume_flow_mode = ''initial_profiles''',     &
3719               ' or ''bulk_velocity'''
3720          CALL message( 'check_parameters', 'PA0156', 1, 2, 0, 6, 0 )
3721       ENDIF
3722    ENDIF
3723    IF ( ( u_bulk /= 0.0_wp .OR. v_bulk /= 0.0_wp ) .AND.                      &
3724         ( .NOT. conserve_volume_flow .OR.                                     &
3725         TRIM( conserve_volume_flow_mode ) /= 'bulk_velocity' ) )  THEN
3726       WRITE( message_string, * )  'nonzero bulk velocity requires ',          &
3727            'conserve_volume_flow = .T. and ',                                 &
3728            'conserve_volume_flow_mode = ''bulk_velocity'''
3729       CALL message( 'check_parameters', 'PA0157', 1, 2, 0, 6, 0 )
3730    ENDIF
3731
3732!
3733!-- Check particle attributes
3734    IF ( particle_color /= 'none' )  THEN
3735       IF ( particle_color /= 'absuv'  .AND.  particle_color /= 'pt*'  .AND.   &
3736            particle_color /= 'z' )  THEN
3737          message_string = 'illegal value for parameter particle_color: ' //   &
3738                           TRIM( particle_color)
3739          CALL message( 'check_parameters', 'PA0313', 1, 2, 0, 6, 0 )
3740       ELSE
3741          IF ( color_interval(2) <= color_interval(1) )  THEN
3742             message_string = 'color_interval(2) <= color_interval(1)'
3743             CALL message( 'check_parameters', 'PA0315', 1, 2, 0, 6, 0 )
3744          ENDIF
3745       ENDIF
3746    ENDIF
3747
3748    IF ( particle_dvrpsize /= 'none' )  THEN
3749       IF ( particle_dvrpsize /= 'absw' )  THEN
3750          message_string = 'illegal value for parameter particle_dvrpsize:' // &
3751                           ' ' // TRIM( particle_color)
3752          CALL message( 'check_parameters', 'PA0314', 1, 2, 0, 6, 0 )
3753       ELSE
3754          IF ( dvrpsize_interval(2) <= dvrpsize_interval(1) )  THEN
3755             message_string = 'dvrpsize_interval(2) <= dvrpsize_interval(1)'
3756             CALL message( 'check_parameters', 'PA0316', 1, 2, 0, 6, 0 )
3757          ENDIF
3758       ENDIF
3759    ENDIF
3760
3761!
3762!-- Check nudging and large scale forcing from external file
3763    IF ( nudging .AND. ( .NOT. large_scale_forcing ) )  THEN
3764       message_string = 'Nudging requires large_scale_forcing = .T.. &'//      &
3765                        'Surface fluxes and geostrophic wind should be &'//    &
3766                        'prescribed in file LSF_DATA'
3767       CALL message( 'check_parameters', 'PA0374', 1, 2, 0, 6, 0 )
3768    ENDIF
3769
3770    IF ( large_scale_forcing .AND. ( bc_lr /= 'cyclic'  .OR.                   &
3771                                    bc_ns /= 'cyclic' ) )  THEN
3772       message_string = 'Non-cyclic lateral boundaries do not allow for &' //  &
3773                        'the usage of large scale forcing from external file.'
3774       CALL message( 'check_parameters', 'PA0375', 1, 2, 0, 6, 0 )
3775     ENDIF
3776
3777    IF ( large_scale_forcing .AND. ( .NOT. humidity ) )  THEN
3778       message_string = 'The usage of large scale forcing from external &'//   & 
3779                        'file LSF_DATA requires humidity = .T..'
3780       CALL message( 'check_parameters', 'PA0376', 1, 2, 0, 6, 0 )
3781     ENDIF
3782
3783    IF ( large_scale_forcing .AND. topography /= 'flat' )  THEN
3784       message_string = 'The usage of large scale forcing from external &'//   & 
3785                        'file LSF_DATA is not implemented for non-flat topography'
3786       CALL message( 'check_parameters', 'PA0377', 1, 2, 0, 6, 0 )
3787    ENDIF
3788
3789    IF ( large_scale_forcing .AND.  ocean  )  THEN
3790       message_string = 'The usage of large scale forcing from external &'//   & 
3791                        'file LSF_DATA is not implemented for ocean runs'
3792       CALL message( 'check_parameters', 'PA0378', 1, 2, 0, 6, 0 )
3793    ENDIF
3794
3795    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
3796
3797!
3798!-- Prevent empty time records in volume, cross-section and masked data in case of
3799!-- non-parallel netcdf-output in restart runs
3800    IF ( netcdf_data_format < 5 )  THEN
3801       IF ( TRIM( initializing_actions ) == 'read_restart_data' )  THEN
3802          do3d_time_count    = 0
3803          do2d_xy_time_count = 0
3804          do2d_xz_time_count = 0
3805          do2d_yz_time_count = 0
3806          domask_time_count  = 0
3807       ENDIF
3808    ENDIF
3809
3810!
3811!-- Check &userpar parameters
3812    CALL user_check_parameters
3813
3814
3815 END SUBROUTINE check_parameters
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.